[发明专利]一种多功能醛-硝酸根化学电池

权利要求书

1.一种多功能醛-硝酸根化学电池，包括阴极、阳极和电解液；其特征在于：阴极电解池中的电解液中加入硝酸根离子化合物，在反应输出端或反应后电解液中收集产物氨；阳极电解液中加入醛类化合物，在反应输出端或反应后电解液中收集酸类产物；所述阳极自发进行醛类氧化反应，阴极发生硝酸根还原反应，阳极甲醛的氧化及阴极硝酸根离子的还原之间的电势差产生定向移动的电子，在外电路形成电流。

2.根据权利要求1所述多功能醛-硝酸根化学电池，其特征在于：所述阴极电解液和阳极电解液为酸性、中性、碱性电解质或固体电解质，包括但不限于：0.01～5M的HCl、0.01～5M的H₂SO₄、0.01～5M的KCl溶液、0.01～10M的KHCO₃溶液或0.01～10M的KOH溶液。

3.根据权利要求1所述多功能醛-硝酸根化学电池，其特征在于：所述醛类化合物包括但不限于甲醛、乙醛、丙醛、糠醛、月桂醛、肉豆蔻醛、2-壬烯醛、反-4-癸烯醛、十一烯醛、壬二烯醛、苯甲醛、苯乙醛、苯丙醛、桂醛、香兰素、乙基香兰素、羟基香茅醛、三甲基庚烯醛等气态或液态含醛基的化合物或含醛基的化合物的混合物。

4.根据权利要求1所述多功能醛-硝酸根化学电池，其特征在于：所述硝酸根离子化合物原料包括但不限于硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸钙、硝酸铅、硝酸铈等含硝酸根离子的化合物或含硝酸根离子的混合物。

5.根据权利要求1所述多功能醛-硝酸根化学电池，其特征在于：所述电解池采用流动式电解池或H型电解池。

6.根据权利要求1所述多功能醛-硝酸根化学电池，其特征在于：所述阴极或阳极采用之间设有离子交换膜隔离。

7.根据权利要求1所述多功能醛-硝酸根化学电池，其特征在于：所述阴极是：在导电基底上或离子交换膜上喷涂催化剂A，使得喷涂后的负载量为0.001～100mg/cm²；所述催化剂A的粉末包括但不限于基于Ni、Cu、Fe、Co、Pt、Pd、Au、Ag等单金属及其双金属催化剂，金属酞菁催化剂、金属卡宾等金属有机配合物催化剂。

8.根据权利要求1所述多功能醛-硝酸根化学电池，其特征在于：所述阳极是：在导电基底或离子交换膜上喷涂催化剂B，使得喷涂后的负载量为0.001～100mg/cm²；所述催化剂B的粉末包括但不限于Pt、Pd、Au、Ag、Ir、Ru基催化剂和基于Fe、Co、Ni非贵金属基催化剂。

9.根据权利要求1所述多功能醛-硝酸根化学电池，其特征在于：所述催化剂A或B的浆料为：将催化剂粉末均匀分散到溶剂中，充分超声混合后加入Nafion溶液，再利用超声浴震荡10～120min，得到催化剂浆料；所述溶剂包括但不限于异丙醇。

10.根据权利要求1所述多功能醛-硝酸根化学电池，其特征在于：所述导电基底包括但不限于泡沫金属、碳纸或碳布；所述泡沫金属包括但不限于泡沫铜或泡沫镍。