[发明专利]一种利用太阳能驱动的氧化还原流动电解技术实现高质量淡水的方法

说明书

本发明属于光电化学除盐的技术领域，具体涉及一种利用太阳能驱动的氧化还原流动电解技术实现高质量淡水的方法。所述方法包括采用太阳能装置驱动氧化还原流动电解技术为除盐装置供电，驱动电化学氧化还原过程进行除盐，所述太阳能装置包括染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、硅基板太阳能电池的一种；利用光能转化成电能，将其产生的电流加载到电化学除盐装置中，驱动除盐反应的进行，解决除盐过程的能量消耗问题，所用原料易得，使用要求低，且对环境友好，具有可持续性利用的优势；所采用的除盐方法适于工厂的规模生产使用，在工业废水的处理、生活用水净化方面、在光电能量转换和存储及其它需要用到电能的领域均可以得到应用。

技术领域

本发明属于光电化学除盐的技术领域，具体涉及一种利用太阳能驱动的氧化还原流动电解技术实现高质量淡水的方法。

背景技术

根据国际能源署的预测，未来二十年，我们的地球正面临能源水危机，人们对能源和水的需求不断增长，但其低产量不足以满足消费需求。海洋是巨大的水源，淡水可以通过海水中的除盐工艺获得，这可以通过两种主要的商业技术进行：热蒸馏和膜工艺。

基于热蒸馏的脱盐包括多级蒸馏、多效蒸馏和蒸气压缩等，其中需要巨大的热能，例如，多级闪蒸工艺的总能耗在50～100kWh/m³的范围内，以实现高质量的水生产，仅适用于热源丰富的特定区域。反渗透和电渗析过程在基于膜的脱盐工艺下进行，相反，在输出水质低于500ppm的情况下，能耗可以降至10kWh/m³以下，目前的海水淡化技术均是通过与可再生能源结合在最大程度上减少能耗，但仍然避免不了能量的消耗，因此，开发一种除盐能力强，成本低，能耗低，环境友好的新型海水淡化技术来满足不断增长的用水需求和节能需求亟不可待。

目前，电化学脱盐已成为有前途且用途广泛的方法之一，其具有同时处理脱盐和能量存储的双重作用，它通过物理吸附(电容去离子)或化学反应过程(电池脱盐)通过基于电极的反应除去盐离子，为了实现无能耗的除盐过程，近来在光电化学脱盐方面的技术研究备受关注。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种利用太阳能驱动的氧化还原流动电解技术实现高质量淡水的方法，通过采用光电海水淡化技术，利用光能转化成电能，为除盐电池进行供电。

本发明的技术内容如下：

本发明提供了一种利用太阳能驱动的氧化还原流动电解技术实现高质量淡水的方法，所述方法包括采用太阳能装置驱动的氧化还原流动电解技术为除盐装置供电，驱动电化学氧化还原过程进行除盐，获取高质量淡水，即利用光能转化成电能，将其产生的电流加载到电化学除盐装置中，驱动除盐反应的进行；

所述太阳能装置包括染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、硅基板太阳能电池的一种；

所述太阳能装置中的电池包括水系太阳能电池、有机体系太阳能电池、离子溶剂体系太阳能电池(包括卤化1-烷基3-甲基咪唑盐)的一种；所述电池溶剂包括水、无水乙腈、丁腈类溶剂、卤化1-烷基3-甲基咪唑盐的一种。

所述太阳能装置与除盐装置的电池的组合包括两个或以上的电池并联、串联或者混联，实现可控电流、电压、或能量输出的脱盐过程。

所述太阳能装置与除盐装置通过短路、恒压或者恒流的形式驱动脱盐工作。

所述太阳能装置与除盐装置的组合包括单独整合或者将脱盐装置整合在太阳能电池器件的内部，使用离子交换膜将腔室分隔，所述腔室中填充离子交换树脂，用于去离子水的制备；