[发明专利]一种发电装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤其涉及一种可充液、换液的便携式发电装置。

背景技术

常规的发电装置需要有一个较大的内部空间来装载电解质溶液，因此这些发电装 置具有较大的体积和较重的质量，然而生活中经常会遇到发电装置需要被携带的情况， 特别是需要进行野外作业的情况。

空气电池是一种高性能的环保型化学电源，阴极的活性物质为空气中的氧气，其 中的电解质溶液为氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)或氯化钠(NaCl)的水溶液 等。虽然空气电池使用了极易获得的氧气作为电极，但是这种发电装置仍不能克服现 有技术的上述缺陷。

因此如能开发一种体积小、质量轻、便于携带的发电装置会具有很好的应用前景。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种发电装置，该发电装置内具有用于在其内发 生氧化还原反应的腔体，该腔体内设置有阳极电极和阴极电极，且该腔体内填充有固 体粉末状电解质，该腔体的体壁采用可变形材料制成。

上述发电装置腔体内不含有电解质溶液且可变形，因此轻巧、携带方便，当需要 使用其发电时，只需往其中充入水或水溶液即可溶解其中的电解质粉末，从而溶解后 即可发电。

进一步，所述发电装置具有通入所述腔体的注液孔，用于向所述腔体充注水或水 溶液。

优选地，所述腔体内被设置为真空，以最大限度地缩小腔体以及发电装置的体积， 便于携带，当所述腔体内被注入水或水溶液后，该腔体体积自动膨胀形成工作状态。

在本发明的一种较佳实施方式中，所述可变形材料为弹性材料，注入液体后会被 拉伸膨胀；在本发明的另一种较佳实施方式中，所述腔体的体壁具有预设的形状，当 腔体被抽真空时，所述腔体被压缩为薄片状，当腔体内被注液后，所述腔体膨胀成所 需的形状；在本发明的又一较佳实施方式中，所述腔体为折叠式，抽完真空后可高度 压缩便于携带。

优选地，所述阳极电极为以铝为基材的合金材料，所述阴极电极的活性物质为空 气中的氧气，阴极电极的载体为石墨棒；该发电装置可以采用现有的铝空气电池的结 构设计；该铝空气电池的发电原理如下式所示：

阴极：O₂+2H₂O+e^-→4OH^-

阳极：Al–3e^-→Al³⁺(酸性溶液)

Al³⁺+3OH^-→Al(OH)₃↓(中性溶液)

Al³⁺+4OH^-→Al(OH)₄^-(碱性溶液)

总反应：4Al+3O₂+12H⁺→4Al³⁺+6H₂O(酸性溶液)

4Al+3O₂+6H₂O→4Al(OH)₃↓(中性溶液)

4Al+3O₂+6H₂O+4OH^-→4Al(OH)₄^-↓(碱性溶液)

进一步，所述发电装置还具有可封闭的开口，该开口一方面连通注液孔，用于注 液，另一方面一旦该开口被打开，空气便会流入该发电装置的腔体，从而为阴极电极 提供氧气。

优选地，所述电极的表面具有若干凹槽，可在电极周围形成微环境中电子流的涡 流，去除电极周边的短暂“钝化”现象，使电极始终保持“新鲜”状态。在本发明的 一种较佳实施方式中，所述电极表面为蜂窝状；在本发明的另一较佳实施方式中，所 述电极表面具有类似于高尔夫球表面的凹坑。

优选地，所述固体粉末状电解质为混合盐；所述混合盐的主要成分包括：氯化钠、 氯化钾、氯化镁和氯化亚铁；所述混合盐在加入水后形成的工作电解液内主要成分的 质量百分含量优选为：氯化钠1～3.5％、氯化钾2～13％、氯化镁1～11％、氯化亚铁 0.1～0.15％。

进一步优选地，所述固体粉末状电解质采用多孔材料包装后置入所述腔体内，以 使固体粉末不会因发电装置被搬运而四处分散，所述多孔材料可以是滤纸、丝绸、塑 料制品等，优选为无纺布。