[发明专利]一种氯镁燃料电池

说明书

本发明公开了一种氯镁燃料电池，包括一种氯镁燃料电池，包括电池本体、氯气储存气化系统和电解液循环再生系统，所述电解液循环再生系统包括过滤器、萃取搅拌器、水净化器、静置器和电解液储存罐，所述静置器的外侧连通有电解液储存罐，且电解液储存罐的外侧安装有第二动力泵。一种氯镁燃料电池的电池本体，包括电池外壳和氯气通道，所述电池外壳的内部设置有阴极膜组件，且阴极膜组件的内部设置有镁合金阳极板，所述电池外壳的内部中间固定有电池中轴。该氯镁燃料电池，以性能优良的多元镁合金为阳极，电化学转化率高，电化学反应均匀，电流电压稳定；以氯气作为氧化剂，电极电势高，成本较低，能量密度高。

技术领域

本发明涉及新型燃料电池技术领域，具体为一种氯镁燃料电池。

背景技术

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。而电能作为最主要的二次能源，随着经济的飞速发展，人类对电能的需求越来越大，这也促进了电能行业的转型升级。目前，市场上应用最多的是锂离子电池，因其自放电小、比容量高、循环性能好和环境友好等优点，发展迅速，技术相对成熟。然而地球上锂资源有限，锂离子电池成本较高，比能量过低，并存在安全性问题，无法达到纯电动汽车的要求。

镁被广泛用作电池材料，是仅次于锂的高能电池阳极材料。与氢燃料电池相比，镁燃料电池比能量高、使用安全方便、燃料易于储运、可使用温度范围广，加之镁储量丰富，不仅是地壳中含量最丰富的金属元素之一，也是海水中第二大化学元素，大大降低电池成本，具有广阔的应用前景。

由于镁化学性质活泼，在中性盐电解质中活性较高，但是以氧气和过氧化氢作为氧化剂在中性盐电解液中会被电化学催化还原为氢氧根离子，产生氢氧化镁沉淀，导致电池失效，而且氧电极的开路电压(无电流流过时的电极电势)比其热力学值负0.4V，有电流流过时将出现严重的极化，加之普通镁合金做阳极时会因表面杂质导致微电池反应，即发生自腐蚀反应，导致电池的实际开路电压降低，阳极效率降低，寿命缩短。此外，还有镁-海水溶解氧燃料电池等，但由于海水中溶解的氧含量有限，这种燃料电池效率很低，无法满足大动力电池需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氯镁燃料电池，以解决上述背景技术提出的目前市场上一些电池成本较高，比能量过低，并存在安全性问题，使用寿命短的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氯镁燃料电池，包括电池本体、氯气储存气化系统和电解液循环再生系统，所述电池本体的外侧连接有热交换器，且热交换器的外侧设置连接有储氯罐，所述热交换器的外侧通过第一动力泵与过滤器相连接，所述过滤器的外侧连接有萃取搅拌器，且萃取搅拌器的外侧连通有水净化器和静置器，所述静置器的外侧连通有电解液储存罐，且电解液储存罐的外侧安装有第二动力泵。

优选的，所述热交换器和储氯罐组成氯气储存气化系统，且储氯罐中的氯气为液态状。

优选的，所述过滤器、萃取搅拌器、水净化器、静置器和电解液储存罐组成电解液循环再生系统，且萃取搅拌器、水净化器和静置器组成构成循环回路。

优选的，所述静置器、热交换器和萃取搅拌器的体积比为1:1:1，且热交换器、萃取搅拌器和静置器之间的液体流动驱动力均采用压力驱动。

一种氯镁燃料电池的电池本体，包括电池外壳和氯气通道，所述电池外壳的内部设置有阴极膜组件，且阴极膜组件的内部设置有镁合金阳极板，所述电池外壳的内部中间固定有电池中轴，且电池中轴的外侧固定有隔板，所述隔板与阴极膜组件之间设置有电解液池，所述阴极膜组件与电池外壳之间设置有氯气通道。

优选的，所述电池外壳是具有容置空间的圆柱形或矩形壳体，电池外壳是采用耐氯离子腐蚀不锈钢，其内壁涂覆有一层绝缘材料。

优选的，所述阴极膜组件是由碳材料(石墨、活性炭、碳纤维、碳纳米管、氮/硼掺杂石墨烯中的一种或多种)、聚四氟乙烯高分子聚合物(聚四氟乙烯或聚苯并咪唑)、集流体和催化剂组成的一种电子可导通的薄膜。