[发明专利]一种基于凝胶态可充放电光辅助的铁空气电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于凝胶态可充放电光辅助的铁空气电池，其特征在于：是以TiO₂-CuO薄膜光电极作为空气电极，铁片作为金属电极，海藻酸钙水凝胶作为电解质组成的铁空气电池。

2.权利要求1所述的一种基于凝胶态可充放电光辅助的铁空气电池的制备方法，其特征在于：制备方法包括如下步骤：

1)TiO₂-CuO薄膜光电极的制备：利用电化学沉积法进行电沉积，将氧化亚铜沉积在TiO₂薄膜上，得到TiO₂-Cu₂O薄膜，然后置于马弗炉中高温煅烧，冷却得TiO₂-CuO薄膜光电极；

2)海藻酸钙水凝胶的制备：将海藻酸钠溶液与氢氧化钾溶液混合均匀，将所得溶液浸入氯化钙溶液中，得到海藻酸钙水凝胶；

3)以TiO₂-CuO薄膜光电极作为空气电极，铁片作为金属电极，海藻酸钙水凝胶作为电解质组成铁空气电池。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)，所述TiO₂薄膜的制备方法，包括如下步骤：将去离子水、浓盐酸和钛酸正丁酯混合搅拌至澄清透明，将所得混合溶液和导电基底一同放入高压反应釜中，在170℃下反应4h，冷至室温后取出，去离子水洗涤，室温晾干后，置于马弗炉中，500℃下煅烧2h，获得在导电基底上负载有TiO₂薄膜。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：按体积比，去离子水:浓盐酸:钛酸正丁酯＝7.5:7.5:1。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1)，具体为：将CuSO₄·5H₂O和乳酸溶于去离子水中，用NaOH溶液调pH至11～12之间，所得溶液作为沉积液，以Pt丝作为对电极，Ag/AgCl为参比电极，负载有TiO₂薄膜的导电基底为工作电极，利用电化学沉积法进行电沉积，将氧化亚铜沉积在TiO₂薄膜上，得到TiO₂-Cu₂O薄膜，然后置于马弗炉中，550℃下煅烧2h，冷却，得TiO₂-CuO薄膜光电极。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：按质量比，CuSO₄·5H₂O:乳酸＝1:10～11。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述电沉积是，偏压-0.5V下电沉积600～650s。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤2)，具体为：将质量百分浓度为1％的海藻酸钠溶液与浓度为1M氢氧化钾，按体积比6:1混合均匀，将所得溶液浸入浓度为0.05g/mL的氯化钙溶液中，得到海藻酸钙水凝胶。