[发明专利]可再生双极膜燃料电池的操作方法及其可再生双极膜燃料电池

权利要求书

1.用于操作可再生双极膜燃料电池的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供可再生双极膜燃料电池，所述可再生双极膜燃料电池包括:

-反应器，所述反应器具有阳极室和阴极室，所述阳极室具有阳极，所述阴极室具有阴极；和

-若干电池单元，所述电池单元分隔阳极室和阴极室，其中，所述电池单元包括阴离子交换膜、阳离子交换膜、和双极膜，所述膜界定了所述室；

-向所述电池提供若干种流体，其中在所述双极膜的两侧以下述离子浓度提供至少一种流体：所述离子浓度使得所述双极膜两侧的流体的水活性差异最小化，其中与所述双极膜接触的两种流体的水活性差异保持在-0.015至+0.015的范围内；

-通过向所述反应器提供外部电流而在能量储存状态下储存能量，以在与双极膜接触的流体之间实现pH差；

-在能量储存状态和能量产生状态之间切换；以及

-从与双极膜接触的流体之间的pH差在能量产生状态下使能量再生。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，双极膜两侧的流体的水活性差异在能量产生状态下被最小化。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，储存能量包括水解离。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水解离在双极膜中进行。

5.根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，使用时，所述反应器提供三种流体，其中，第一流体包括盐溶液，第二流体包括酸溶液，第三流体包括碱溶液。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述盐溶液包括以下离子中的一种或多种：Li⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺和Cl^-、F^-、Br^-、I^-、SO₄^2-、NO₃^-、ClO₄^-。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述碱溶液包括以下离子中的一种或多种：Li⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺和OH^-。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述酸溶液包括以下离子中的一种或多种：H⁺和F^-、Cl^-、Br^-、I^-、SO₄^2-、NO₃^-、ClO₄^-，和/或所述酸溶液包括HCl，所述碱溶液包括LiOH和/或NaOH和/或KOH，且所述盐溶液包括LiCl和/或NaCl和/或KCl。

9.根据权利要求5或6中任一项所述的方法，其特征在于，所述酸溶液包括HNO₃，所述碱溶液包括LiOH和/或NaOH和/或KOH，且所述盐溶液包括LiNO₃和/或NaNO₃和/或KNO₃。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，与所述双极膜接触的两种流体的水活性差异维持在-0.012至+0.012的范围内。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，与所述双极膜接触的两种流体的水活性差异维持在-0.01至+0.01的范围内。