[发明专利]用于产生电能的可再充电的电化学装置

权利要求书

1.一种集成的可再充电的电化学电池，包括：

一正电流集电器(1)，由高导热和导电性的材料形成；

一负电流集电器(2)，由高导热和导电性的材料形成；

一阴极电极(3)，由一导电基板、一聚合物黏着剂和一催化剂形成，所述阴极电极(3)在充电步骤中，通过一电流能够分解在其内部输送的空气中的水分子，从而获得氧气，而在放电步骤中，它能够电化学地还原在其内部输送的空气中的氧气；

一阳极电极(4)，由一导电基板、一聚合物黏着剂和一催化剂形成，所述阳极电极(4)在充电步骤中，通过一电流能够将从所述阴极电极(3)电渗透地渗入的水分子通过一隔板(5)分解，从而获得氢气，而在放电步骤中，它能够电化学地氧化出现在阳极隔室的氢气；

一不透气且电绝缘的隔板(5)，放置于所述电极(3、4)之间，且由富有含离子交换基团与能够确保离子的传导性的一聚合物膜形成；

一导电多孔载体1 (6)，放置于所述阴极电极(3)和所述正电流集电器(1)之间，执行一气体扩散层的作用；

一导电多孔载体2 (7)，放置于所述阳极电极(4)和所述负电流集电器(2)之间，含有氢化物金属粉末，能够快速吸收气态氢气，并且逐渐释放出来；

一空气入口通道(8)，适于将空气输送到所述导电多孔载体1 (6)中；

一出口通道(9)，用于从所述导电多孔载体1 (6)抽出空气；

所述阴极电极(3)和所述导电多孔载体1 (6)在所述正电流集电器(1)与所述隔板(5)之间形成一不透气且气密地密封的阴极隔室，而所述阳极电极(4)和所述导电多孔载体2(7)在所述负电流集电器(2)与所述隔板(5)之间形成一不透气且气密地密封的阳极隔室，其特征在于，所述阳极隔室具有一入口通道(10)，通过所述入口通道(10)以将气态氢气直接注入到所述导电多孔载体2 (7)中，其中所述氢气被吸附，所述导电多孔载体2 (7)具有与所述阳极电极(4)相同的宽度与高度，但厚度大20至30倍。

2.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述空气入口通道(8)连接到一外部储槽(11)，所述外部储槽(11)收集在电力供应步骤中由氢气和氧气再结合所形成的水；如果需要，使从所述空气入口通道(8)输入的空气在被输送至所述阴极电极(3)之前通过所述储槽穿过，以便润湿它。

3.根据权利要求1所述的电化学电池，其特征在于，所述导电多孔载体2 (7)含有氢化物金属粉末，能够快速吸收高达2-3重量%的气态氢气，并且逐渐释放出来。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学电池，其特征在于，所述隔板(5)为一阳离子型离子交换膜，基本上由具有酸官能基的聚合物基质形成。

5.根据权利要求4所述的电化学电池，其特征在于，在所述阴极电极(3)中，所述基板由铂或铂镀覆的钛网形成，并且所述催化剂由铂和铱纳米颗粒形成。

6.根据权利要求4所述的电化学电池，其特征在于，在所述阳极电极(4)中，所述基板由一碳质材料形成，并且所述催化剂由铂纳米颗粒形成。

7.根据权利要求4所述的电化学电池，其特征在于，所述导电多孔载体1 (6)由一碳质材料形成。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学电池，其特征在于，所述隔板(5)为一离子交换膜，基本上由具有碱官能基的聚合物基质形成。

9.根据权利要求8所述的电化学电池，其特征在于，在所述阴极电极(3)中，所述基板由镍网或泡沫镍形成，并且所述催化剂由金属的氧化物、钙钛矿或尖晶石形成。

10.根据权利要求9所述的电化学电池，其特征在于，所述金属是钴、镧、锰、镍、铁或其组合。

11.根据权利要求8所述的电化学电池，其特征在于，在所述阳极电极(4)中，所述基板如果由镍或钴的泡沫或网、或由一碳质材料形成，则所述催化剂由钯或镍和铝金属海绵形成。