[发明专利]一种铁-氢储能电池及其应用

权利要求书

1.一种铁-氢储能电池，其特征在于，所述铁-氢储能电池包括铁离子供应系统、氢气供应系统和电池主体，所述铁离子供应系统包含铁离子溶液，所述铁离子溶液用于为电池主体的正极供应铁离子，所述氢气供应系统用于为电池主体的负极供应氢气。

2.如权利要求1所述的铁-氢储能电池，其特征在于，所述铁离子溶液为铁盐溶液和/或铁的配合物溶液；

优选地，所述铁盐溶液包括硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁或氯化亚铁溶液中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述铁的配合物溶液中的配合物包括三联吡啶、邻菲罗啉或吡啶羧酸中的任意一种或至少两种的组合。

3.如权利要求1或2所述的铁-氢储能电池，其特征在于，所述电池主体为密闭结构；

优选地，所述电池主体包括依次设置的正极、膜材料和负极；

优选地，所述正极包含正极材料，所述负极包含负极材料；

优选地，所述膜材料选自质子交换膜和/或离子传导膜；

优选地，所述正极材料和负极材料各自独立的选自石墨毡、碳纤维毡、石墨烯膜或碳纳米管膜中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述正极材料和负极材料各自独立的选自经表面修饰的石墨毡、碳纤维毡、石墨烯膜或碳纳米管膜中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述表面修饰包括化学处理和/或电化学处理。

4.如权利要求3所述的铁-氢储能电池，其特征在于，所述膜材料靠近负极的一侧表面和/或所述负极材料上包含具有氢电氧化能力的催化剂；

优选地，所述具有氢电氧化能力的催化剂包括单一贵金属催化剂、贵金属合金催化剂或非贵金属氢电氧化催化剂中的至少一种；

优选地，所述单一贵金属催化剂包括Pt/C催化剂；

优选地，所述贵金属合金催化剂包括Pt-Ru合金催化剂；

优选地，所述非贵金属氢电氧化催化剂包括Fe基催化剂和/或Mn基催化剂。

5.如权利要求3或4所述的铁-氢储能电池，其特征在于，所述电池主体还包括外框，所述外框设置于所述正极材料和所述负极材料的外侧；

优选地，所述外框的材质选自金属材料、石墨板材料或有机玻璃板材料中的任意一种或至少两种的组合。

6.如权利要求5所述的铁-氢储能电池，其特征在于，所述电池主体还包括流场板，所述流场板位于正极侧外框和所述正极材料之间和/或所述流场板位于负极侧外框和所述负极材料之间；

优选地，所述流场板的材质各自独立的选自石墨材质、金属材质、合金材质或聚合物材质中的任意一种或至少两种的组合。

7.如权利要求3-6任一项所述的铁-氢储能电池，其特征在于，所述正极材料包括靠近外框一侧的第一正极材料和靠近膜材料一侧的第二正极材料；

优选地，所述负极材料包括相邻设置的第一负极材料和第二负极材料，所述第二负极材料与所述膜材料相邻；

优选地，所述电池主体还包括密封垫，所述密封垫用于保持电池自身的密闭性；

优选地，所述密封垫的材质包括塑料材料和/或橡胶材料；

优选地，所述塑料材料选自PDMS和/或PE。

8.如权利要求1-7任一项所述的铁-氢储能电池，其特征在于，所述铁离子供应系统包括铁离子储液容器、正极传输管路和循环泵，所述正极传输管路的两端分别连接所述铁离子储液容器和所述电池主体的正极，所述循环泵用于将所述铁离子储液容器中的液体输送到所述电池主体的正极材料中，其中，所述铁离子溶液位于所述铁离子储液容器中；

或，所述铁离子供应系统包含内置在电池主体的正极内的铁离子溶液；

优选地，所述铁离子储液容器、正极传输管路、循环泵及电池主体的正极间形成串联回路；

优选地，所述正极传输管路与所述电池主体上的孔洞连接，所述孔洞位于正极侧端面的外框上和/或正极侧的周面上；

优选地，所述铁离子储液容器的材质选自金属材质、塑料材质或玻璃材质中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述正极传输管路的材质选自金属材质、塑料材质或玻璃材质中的任意一种或至少两种的组合。