[实用新型]双金属热再生氨基液流电池模块实验模型

说明书

本实用新型公开一种双金属热再生氨基液流电池模块实验模型，包括正极、负极，所述正极和所述负极之间设置有隔膜件，所述正极和所述负极与所述隔膜件之间均设置有液流通道，所述正极和所述负极的外侧通过单面粘性硅胶板连接聚四氟乙烯块，所述聚四氟乙烯块嵌入聚碳酸酯端板内。本实用新型正、负极电极材料采用不同的金属，并将金属Zn作为电池负极材料，使电池放电电压有大幅提升，且充电电压远低于放电电压，实现了高压放电和低压充电。

技术领域

本实用新型属于热-电化学系统，具体涉及一种双金属热再生氨基液流电池模块实验模型。

背景技术

低品位废热能大量地存在于工业生产、地热能以及太阳能等过程中，将这些低品位废热能转化为电能是一种节能环保的技术手段。基于半导体材料的固态温差发电器可以将热能直接转换为电能，但是其材料成本高且无法储存电能。液态的热再生电池或循环可以储存电能且成本较低，以塞贝克效应和盐浓度差为基础的热再生电池或循环技术可以完成较高效率热电转换，但是其功率密度很低，限制了实际应用的可行性。功率密度是评价低品位废热能转化为电能的关键参数。目前，单金属(Cu、Ag、Co、Ni)热再生氨基电池(如US2017/0250433A1、 WO2016/057894A1)的正负极采用相同的金属，实现了较高的功率密度输出，但是其电池电压不超过0.45V，根本上限制了其功率密度和能量密度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种双金属热再生氨基液流电池模块实验模型。

本实用新型为解决现有技术中的技术问题，所提出的技术方案是双金属热再生氨基液流电池模块实验模型，包括正极、负极，所述正极和所述负极之间设置有隔膜件，所述正极和所述负极与所述隔膜件之间均设置有液流通道，所述正极和所述负极的外侧通过单面粘性硅胶板连接聚四氟乙烯块，所述聚四氟乙烯块嵌入聚碳酸酯端板内。

所述液流通道材质为高纯硅胶。

所述隔膜件为阴离子交换膜。

所述聚碳酸酯端板、所述单面粘性硅胶板与所述正极、所述负极之间采用螺栓和螺帽压紧固定。

有益效果

(1)正、负极电极材料采用不同的金属，并将金属Zn作为电池负极材料，使电池放电电压有大幅提升，且充电电压远低于放电电压，实现了高压放电和低压充电(例如：Ag/Zn-TRAB放电电压达到1.84V，而充电电压为1.13V； Cu/Zn-TRAB放电电压达到1.38V，而充电电压为0.72V)。这使得电池具有较高的库伦效率、能量效率以及电压效率。

(2)本实用新型较大程度地提升了放电过程的功率密度和能量密度，尤其是功率密度，相同浓度条件下(阴极液为0.1M Cu²⁺/1M(NH₄)₂SO₄，阳极液为0.1M Zn²⁺/1M(NH₄)₂SO₄/2M NH₃，流速为1mL min^-1)，Cu/Zn-TRAFB的最大功率密度达到61W m^-2，相比于Cu-TRAFB所实现的功率密度24W m^-2，仍有较大地提升。提高液流速度至10mL min^-1，最大功率密度提升到75W m^-2左右，继续增大流速，最大功率密度不再升高。对于Cu/Zn-TRAFB来说，初始的电解液浓度并没有进行优化，仍有较大的提升可能。

(3)通过增加液流通道和电极板的数量可以方便地实现多模块串、并联。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型爆炸图。