[发明专利]同步处理废酸废碱并产电的氢化物/空气电池

权利要求书

1.一种同步处理废酸废碱并产生电能的金属氢化物/空气电化学电池装置，其特征在于，包括：作为正极的空气扩散电极、作为负极的预储氢的氢化物电极以及离子交换膜，其中：正、负极分别置于废酸溶液和废碱溶液中且正、负极与外电路相连，离子交换膜设置于酸碱两种电解液间作为隔膜材料；当电池放电或进行废酸废碱处理时，负极发生的反应为析出氢并与废碱中的OH^-离子发生氧化反应，生成水并产出电子；同时电子从外电路导出并流向正极，使得空气中的氧气与废酸中的H⁺离子发生还原反应生成水。

2.根据权利要求1所述的金属氢化物/空气电化学电池装置，其特征是，所述的废酸溶液和废碱溶液，可取自工业上所产生废酸废碱并直接用作电解液，在得到电化学中和处理的同时获取电能。

3.根据权利要求1所述的金属氢化物/空气电化学电池装置，其特征是，所述的空气扩散电极，通过将铂碳催化剂、导电碳黑与粘结剂溶液混合研磨后涂于疏水碳布表面烘干得到。

4.根据权利要求1所述的金属氢化物/空气电化学电池装置，其特征是，所述的预储氢的氢化物电极，通过以下列步骤获得：

①将镍氢电池中的金属氢化物、导电碳黑和粘结剂溶液混合研磨后烘干得到活性物质；

②将活性物质涂抹于泡沫镍上后将泡沫镍对折并将镀镍钢带夹于中间形成夹心结构且镀镍钢带部分伸出泡沫镍外；

③夹心结构烘干并压实后进行活化处理。

5.根据权利要求1～4中任一所述的金属氢化物/空气电化学电池装置，其特征是，所述的金属氢化物为LaNi₅镧镍储氢合金。

6.根据权利要求4所述的金属氢化物/空气电化学电池装置，其特征是，所述的活化处理是指：以20mA电流进行充放电，共循环四次，并最终进行一次充电形成预储氢的氢化物电极。

7.根据权利要求1所述的金属氢化物/空气电化学电池装置，其特征是，所述的废酸溶液和废碱溶液在电池装置内设置以离子交换膜隔开。

8.根据权利要求1或2所述的金属氢化物/空气电化学电池装置，其特征是，所述的废酸溶液，在处理前pH值小于1，经处理后实现废酸中氢离子的浓度降低，具体为每产出87.5毫安时电量，至少对应0.15-0.21M的氢离子浓度降幅；处理后的废酸溶液pH值上升；

所述的废碱溶液，在处理前pH值大于13，经处理后实现实现废碱中氢氧根离子的浓度降低，具体为每产出87.5毫安时电量，至少对应0.15-0.21M的氢氧根离子浓度降幅；处理后的废碱溶液在pH值下降。

9.根据权利要求1所述的金属氢化物/空气电化学电池装置，其特征是，所述的电池放电，总反应为1摩尔的氧气、4摩尔的氢离子、4摩尔预储氢的氢化物和4摩尔的氢氧根离子生成4摩尔的释放氢后的氢化物和6摩尔的水，反应产物中无任何废气废液产生，具体反应式包括：

正极反应：

负极反应：

总反应：