[发明专利]介质型光电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及伽凡尼电池(Galvanic Cell)，特别是涉及一种以光触媒来生成还原剂与氧化剂以自用的伽凡尼电池。

背景技术

请参阅图1，为现有技术中的一种伽凡电池示意图。其中，第一伽凡尼电池1a包括相隔离开的第一槽T1与第二槽T2，第一槽T1内容置第一盐溶液AQ1以浸泡第一金属M1，而在第二槽T2内则容置第二盐溶液AQ2以浸泡第二金属M2。且第一、二金属(M1、M2)则电连接至负载2，而两槽则连通盐桥SB。第一金属M1如作为阳极、即氧化端，则失去电子且电子e-经过负载2抵达第二金属M2，第一金属M1则以阳离子的型态储存在第一盐溶液AQ1之中，而第二金属M2则因获得电子而将第二盐溶液AQ2内的第二金属M2的金属阳离子析出并附着在第二金属M2上。而第二槽T2内则产生阴离子，与第一金属的阳离子通过盐桥SB流通。

请参阅图2，为另一种现有技术的伽凡尼电池。其中，第二伽凡尼电池1b包括了被离子穿透组件13所分隔的第三槽T3与第四槽T4，且第三槽T3内容置了第三盐溶液AQ3以浸泡第三金属M3，第四槽T4内则容置了第四盐溶液AQ4以浸泡第四金属M4。第三金属M3如作为阳极、即氧化端，则失去电子且电子e-经过负载2抵达第四金属M4，第三金属M3则以阳离子的型态储存在第三盐溶液AQ3之中，而第四金属M4则因获得电子而将第四盐溶液AQ4内的第四金属M4的金属阳离子析出并附着在第四金属M4上。而第四槽T4内则产生阴离子，并穿过离子穿透组件13抵达第三槽T3。

现有的伽凡尼电池就如上所述，有变化的通常仅在于其他的伽凡尼电池使用了其他的金属作为电极、或是使用了其他的盐溶液作为电解液、或是在电解液中加入辅助药剂，如果有电解液或是金属电极耗尽的情形，或是电压不足的情形，则表示此电池已不堪使用，需要更换零组件或是整个换掉，或是要另外反向的充电以将电池回复到之前未放电的状态。以更换零组件而言增加了许多的不便，而整个废弃掉则亦增加了处理废电池的成本，因此使用伽凡尼电池除了购置与更换成本之外，也有相当高的环境成本。

为此，燃料电池即应运而生。请参阅图3，为现有技术的燃料电池示意图。其中揭露燃料电池1主要包含电池槽10，具有阴极11与阳极12，两者之间则以离子穿透组件13隔开，故而将电池槽10分为阴极槽10a与阳极槽10b。并对阴极槽10a输送氧气11G、对阳极槽10b输送氢气12G，通过电池槽10内的电解物质以及阳极12的作用，氢气12G被氧化以释放电子，电子则抵达外部的负载2，而失去电子后的氢离子、也就是质子，则穿透离子穿透组件13抵达阴极槽10a，且电子亦抵达了阴极11，而氧气11G亦输送到阴极槽10a，从而使质子、电子、与氧气11G在阴极11的配合下，结合成为水W。

现有技术的燃料电池大致上就如同上述的情形，或许燃料(还原剂)与氧化剂与上述的不同，而燃料电池则经过慎选还原剂(燃料)与氧化剂，就可降低其产生的排放物对环境造成的伤害。而图1所示的燃料是氢气、而氧化剂则是氧气，优点在于其所产生的排放物仅是水而已，对环境的冲击最小。传统使用燃料与氧化剂的方法就是使用热机，如内燃机的汽柴油机与燃气涡轮机，或是外燃机如蒸气涡轮机等，将燃料与氧化剂的燃烧产生的能量通过机械结构的转换以驱动发电机来发电，而燃料电池就是直接将燃料与氧化剂之间的反应的电子的流动作为电力的来源，理论上效率最高、整体体积最小，使用方便。

但是，燃料电池所使用的燃料(还原剂)或氧化剂则或多或少有着储存条件较为严苛的问题，譬如说作为燃料的氢气与作为氧化剂的氧气，需要以高压瓶储存以提高容量，否则很容易就耗尽。而其他种类的燃料或氧化剂则可能因为活性较高而有其他的条件限制，或是会排放出温室气体。因此，本领域急需新的技术可以突破这些限制，使得燃料电池更可以广泛运用。

鉴于上述现有技术的问题，申请人提出发明的介质型光电池系统，用以改善上述现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的是为了增进伽凡尼电池，以及燃料电池的使用弹性，降低因还原剂(燃料)与氧化剂的储存条件或排放物种类所导致的使用困难度，且更进一步的还可缩小使用体积。本案通过将伽凡尼电池或燃料电池的原理与光触媒氧化物及还原物的生成原理结合在一起，使得不论是伽凡尼电池或是燃料电池的两个电极因原料的消耗而产生的废料，可以因为光触媒的作用再次回复成未被氧化或未被还原的原料，从而减少、甚至是免除了气体(氧化物及还原物)储存的空间需求，亦即，通过光触媒所生成的物质，直接供应给伽凡尼电池使用。