[发明专利]一种浓差电池

说明书

一种浓差电池，由阳极室，与离子交换膜相贴合的阳极，交替排列的阴离子交换膜、阳离子交换膜，与离子交换膜相贴合的阴极，阴极室依次从左至右顺序排列组成；交替排列的阴离子交换膜、阳极离子交换膜之间留有间隙，形成独立的1个以上的碱液室和1个以上的酸液室；碱液室和酸液室从左至右依次交替排列。本发明所述浓差电池，兼具废物处理、CO₂减排，发电，生产化学品三重作用；H₂用量小，无危险，且在整个电池体系内部无净消耗；无运动部件，维护成本低。

技术领域

本发明属于浓差发电及CO₂利用减排技术领域，具体涉及一种基于固体电解质的浓差电池，该电池可将浓差能直接转化为电能，同时生产化学品。

背景技术

日益增加的能源需求及迫使人们寻求新技术发展可再生能源。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源，它是指两种不同含盐浓度水之间的化学电位差能。海水和河水之间的的化学电位差约相当于200米高的水位势差，亦即在江河入海口建立的盐差发电厂理论容量与落差200米的水力发电站相当。利用反向电渗析将海水盐差能直接转变为电能的技术发展迅速。

然而，除了自然界存在的盐浓差外，各类工业排放的诸多废料也蕴含巨大的浓差能。如能将此充分利用，将会一举多得：1.处理废料；2，产生电能；3，生产化学品。

CO₂及SO₂是常见酸性的废气，电石渣(主要成分为Ca(OH)₂)是常见的碱性废物。二者间H⁺(OH^-)离子的浓度差引起的电势差可至0.5V，远高于于河水同海水0.1V电势差。当以NaCl为支持电解质时，此浓差电池在产电的同时可生产Na₂CO₃、NaHCO₃等基础化工原料。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种基于交替排列阴阳离子交换膜的浓差电池。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种浓差电池，其特征在于：由阳极室、紧贴有离子交换膜的气体扩散电极(阳极)、交替排列的阴、阳离子交换膜、紧贴有离子交换膜的气体扩散电极(阴极)、阴极室组成；交替排列的阴、阳极离子交换膜由绝缘隔板分隔，形成独立的碱液室和酸液室；

所述的阳极室和阴极室相连通，两腔室内充满气态氢气，亦可为储氢材料；

所述紧贴在气体扩散电极(阳极)的离子交换膜可以为阳离子交换膜，亦可为阴离子交换膜；所述紧贴在气体扩散电极(阴极)的离子交换膜可以为阳离子交换膜，亦可为阴离子交换膜；

所述的气体扩散电极(阳极)具有电催化氧化H₂的能力，所述的气体扩散电极(阳极)为具电催化还原H₂的能力；

所述气体扩散电极中的电催化剂为铂、钯、钌、镍、铬、钴、铜、钨、铁、铈、钼、铅中的一种或两种以上的合金，或为碳担载型的以上金属中一种或两种以上的合金，但并不限于以上所列。

所述的酸液室内溶液pH<7,碱液室内溶液pH>7，碱液室和酸液室通入的溶液可以含有中性的支持电解质，碱液室内可以通入碱性气体，酸液室内可以通入酸性气体。

所述的中性支持电解质为NaCl、Na₂SO₄、NaNO₃、KCl、K₂SO₄、KNO₃中的一种或几种，但并不限于以上所列；

所述的碱性气体为NH₃

所述的酸性气体为CO₂、SO₂、HF、HCl中的一种或几种，但并不限于以上所列；