[发明专利]一种电化学器件及其充放电方法

说明书

本发明属于电化学领域，尤其涉及一种电化学器件及其充放电方法。本发明提供的电化学器件包括正极反应区、负极反应区和位于正极反应区与负极反应区之间的隔膜；所述正极反应区包括正极集流体、正极电解液和溶解在正极电解液中的Fe(CN)₆^3‑/Fe(CN)₆^4‑氧化还原电对；所述负极反应区包括负极集流体、负极电解液和溶解在负极电解液中的I^‑/I₃^‑氧化还原电对。本发明以Fe(CN)₆^3‑/Fe(CN)₆^4‑作为正极氧化还原电对，以I^‑/I₃^‑作为负极氧化还原电对，组装得到了具有较大温度系数的电化学器件，而电化学器件的温度系数越大，其热电能量转换效率越高，因此本发明提供的电化学器件具有较高的热电能量转换效率。

技术领域

本发明属于电化学领域，尤其涉及一种电化学器件及其充放电方法。

背景技术

近年来，随着能源供给和经济发展之间的不平衡的日益突出，世界范围内的能源危机和环境污染日益严重，节能减排和寻求清洁可再生能源技术是当今世界无不关心的议题。目前，主要的清洁能源有风能、热能、太阳能、核能、潮汐能、水能、生物能如沼气等等，其中热能是开发利用最为广泛的能源。

热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，将其制造成温差发电装置可将热能之间转换为电能从而实现对热能的高效利用。但现有热电材料在低温条件下的热电转换效率较差，难以应用于100℃以下低品质热资源的开发和利用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电化学器件及其充放电方法，本发明提供的电化学器件在低温下具有较高的热电能量转换效率，可应用于低品质热资源的开发和利用。

本发明提供了一种电化学器件，包括正极反应区、负极反应区和位于正极反应区与负极反应区之间的隔膜；

所述正极反应区包括正极集流体和正极反应液；所述正极反应液包括正极电解液和溶解在正极电解液中的正极氧化还原电对；所述正极氧化还原电对为Fe(CN)₆^3-/Fe(CN)₆^4-；

所述负极反应区包括负极集流体和负极反应液；所述负极反应液包括负极电解液和溶解在负极电解液中的负极氧化还原电对；所述负极氧化还原电对为I^-/I₃^-。

优选的，所述隔膜为阳离子选择性透过膜。

优选的，所述正极反应液中的Fe元素含量为0.2～0.4mol/L；所述负极反应液中的I元素含量为0.1～0.3mol/L。

优选的，所述正极电解液和负极电解液中的电解质均为碱金属化合物。

优选的，所述碱金属化合物包括KCl、LiCl或NaCl。

优选的，所述正极电解液中的碱金属离子的浓度为1～4mol/L；所述负极电解液中的碱金属离子的浓度为1～4mol/L。

优选的，所述正极集流体为碳布、碳纳米管、铜、锌或铂；所述负极集流体为碳布、碳纳米管，铜、锌或铂。

本发明提供了一种电化学器件的充放电方法，包括以下步骤：

上述技术方案所述电化学器件在第一温度下充电，在第二温度下放电；所述第一温度高于第二温度。

优选的，所述第一温度为40～60℃。

优选的，其特征在于，所述第二温度为5～20℃。