專利名稱：海帶生物質(zhì)電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物電池領(lǐng)域，特別是涉及一種海帶生物質(zhì)電池。
背景技術(shù)：
在大力提倡和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的今天，生物電池的發(fā)展正在向人類展示一個(gè)美好的 前景。生物電池(bio-mass cell or bio-fuel cell)通常指能將生物質(zhì)直接轉(zhuǎn)化為電能 的裝置。其原理是生物體內(nèi)的生物質(zhì)存在與能量代謝密切相關(guān)的氧化還原體系。各種氧化 還原反應(yīng)過程中存在著互相影響、依存，形成整體的循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，就是生物體的能量代謝。如 果能將其中的一步或多步反應(yīng)中發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移鏈引導(dǎo)為電極反應(yīng)，就能夠較易地將電子 傳輸?shù)截?fù)極上，化學(xué)能就可以變成電能，制造出生物電池。若按生物電池中的反應(yīng)類型可 粗分為三種1)，利用生物體內(nèi)的氧化還原物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)(redox)制成的生物電 池；2)，微生物電池，利用微生物作燃料發(fā)生氧化反應(yīng)，同時(shí)釋放出電子，再通過介體將電子 運(yùn)送到負(fù)極(_)，經(jīng)外電路到達(dá)正極(+)，反應(yīng)中產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極(+)處 與O2和外電路上傳輸過來的電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水(H2O) ；3)，酶電池，將燃料的化學(xué)能 轉(zhuǎn)化為容易進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的形式。如用葡萄糖為燃料的酶電池就是模擬線粒體的反應(yīng)機(jī) 制而制成的。世界上首例開發(fā)成功的生物電池是日本索尼公司(2007年10月)試制出用 酶分解葡萄糖發(fā)電的新型生物電池。串聯(lián)上述四個(gè)邊長為3. 9cm的立方體電池單元可驅(qū)動 MP3播放器和音箱，最大功率是50mw。2007年5月美國德克薩斯大學(xué)Dr.亞當(dāng).海勒制出 了能從每個(gè)葡萄中獲取電能的生物電池，可產(chǎn)生2. 4μ W(微瓦)電量，足于推動一微芯片、 微型傳感器或微型發(fā)送器工作一周。其原理是利用生物在代謝過程中葡萄糖和氧氣的氧化 作用獲得能量。本專利申請人曾在幾年前就開發(fā)出了采用西紅柿外皮表層內(nèi)富含的番茄紅 素和海藻類植物紫菜內(nèi)富含的藻膽素和紫菜色素等一類電子給(授)體材料，與電子功函 數(shù)較低的一類金屬如Al (4. 3ev), Ag(4. 3ev)形成接觸型肖特基結(jié)，再與石墨電極(+)構(gòu)建 成生物質(zhì)電池，此類簡易的番茄紅素電池V = 0. 5-1. Ov,電流范圍在I = 0. l-2mA/cm2,串聯(lián) 后可驅(qū)動LED連續(xù)工作近百小時(shí)，蓄電量在30-100mwh/l-5克海帶。應(yīng)該說當(dāng)下生物電池 尚處研究開發(fā)的起步階段。電池輸出功率較小，壽命短，使用范圍尚小，還未進(jìn)入規(guī)模推廣 的應(yīng)用時(shí)代。盡管如此，科學(xué)家們還在努力開發(fā)，如日本學(xué)者發(fā)明的脫疼痛生物電池貼片， 已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。2010年初，日本東京的玩具制造商應(yīng)用索尼公司發(fā)明的葡萄糖氧化酶 生物電池，開發(fā)出了新型低碳環(huán)保生物電池兒童玩具車、手電等。開發(fā)新型低功率小巧薄型 生物電池，可應(yīng)用在無線射頻識別(RFID)，微型傳感器、智能卡、微型標(biāo)簽顯示器，以及在離 子滲透技術(shù)的醫(yī)療化妝品有效成分的吸收系統(tǒng)等多種低能耗領(lǐng)域。也可以用來制作普及低 碳經(jīng)濟(jì)、綠色能源技術(shù)的示范性教學(xué)儀器。發(fā)明人在從事“富勒烯蓄能電池”(ZL200710163889. 5)和敏化太陽能電池的研發(fā) 過程中，驚奇地發(fā)現(xiàn)食用的海藻生物——海帶(又名昆布)，其生物質(zhì)為一種優(yōu)良的含碘天 然高分子(多組份復(fù)合型)凝膠電解質(zhì)。其體內(nèi)“碘化物——氧化酶”可以催化碘化物氧 化成12。海帶體內(nèi)存在有1_/13_/15_的氧化還原體系，其氧化還原過程具有可逆特征。從而可能開發(fā)生物質(zhì)電池，迄今為止，尚未見到國內(nèi)外有直接利用海帶生物質(zhì)制造出這種低功 率較長壽命的生物電池的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，經(jīng)發(fā)明人多年探索與實(shí)踐開發(fā) 提供一種結(jié)構(gòu)特獨(dú)，制備工藝簡單、高效、無毒，是百分之百的綠色能源的海帶生物質(zhì)電池。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種海帶生物質(zhì)電池電池液及海帶生物質(zhì)電池的制 造方法。本發(fā)明提供的海帶生物質(zhì)電池(以下簡稱海帶電池)其特征在于包括下列結(jié)構(gòu)電 池單層結(jié)構(gòu)電池正極(+)/紙質(zhì)纖維膜/海帶電池電池液/紙質(zhì)纖維膜/負(fù)極(_)；或多層結(jié)構(gòu)電池正極(+)/紙質(zhì)纖維膜/海帶電池電池液/紙質(zhì)纖維膜/海帶電 池電池液/紙質(zhì)纖維膜/……/負(fù)極(_)；或由單層或多層結(jié)構(gòu)的電池按串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成(組裝成)電池組件；其中所述正極⑴材料應(yīng)確保具有高導(dǎo)電率，其接觸電阻應(yīng)小于1Ω，為碳電極， 包括石墨(棒)、石墨紙、浸涂石墨膠乳的紙膜、涂有摻銀單壁碳納米管膠乳的紙膜(或稱紙 電極)，優(yōu)選為石墨棒、石墨紙或浸涂石墨膠乳紙膜，所述負(fù)極㈠材料為金屬電極，包括鋁(如鋁箔)(A1)、A1/A1203、鋁鎂合金 (Al-Mg合金)、銀(Ag)或ΑΙ-iVg合金等的電極，優(yōu)選為鋁箔(Al)負(fù)極(-)；所述紙質(zhì)纖維膜(或稱紙膜)包括吸水性好的純纖維膜如定性定量分析用濾紙 膜、純棉或棉麻混合型纖維膜，優(yōu)選為定性定量分析用濾紙膜；所述海帶生物質(zhì)電池電池液(或稱電解液)的結(jié)構(gòu)成分包括海帶生物質(zhì)分別與 親水性高分子(呈飽和水溶液形式)、水及電子授受體材料經(jīng)分步浸涂或均勻調(diào)合而成薄 片狀或糊狀物或膠液的海帶生物質(zhì)電池電池液。本發(fā)明所提供的海帶生物質(zhì)電池的電池液制備方法包括下列步驟(1)選用干、鮮海帶，經(jīng)水洗脫去表層鹽分，制成干質(zhì)海帶片為海帶生物質(zhì)；或選用干或鮮海帶，經(jīng)水洗脫去表層鹽分，經(jīng)蒸煮后調(diào)成糊狀“海帶泥”為海帶生 物質(zhì)；O)，取上述步驟(1)中的干海帶片或“海帶泥” 10-30克，用IOOml親水性高分子 如PVP的飽和水溶液浸提，從中分離出的活性成分海帶生物質(zhì)膠液為海帶生物質(zhì)。(3)，將上述(1)或O)中的海帶生物質(zhì)與電子受體材料，如與富勒烯的親水性高 分子如PVP飽和水溶液(富勒烯質(zhì)量百分含量為1-3% )調(diào)合制成電池液，其中富勒烯為 C6tl，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)99. 5%，或C6(1/CTO = 85/15(質(zhì)量比)，優(yōu)選C6(1/C7(1混合樣，用量為富勒烯 /海帶生物質(zhì)質(zhì)量比=1/10-1. 5/10 ；或?qū)⑸鲜?1)中的海帶生物質(zhì)與具有銳鈦礦結(jié)構(gòu)的納米級Ti02(電子受體材料)， 按其質(zhì)量比為5/100-50/100，優(yōu)選25/100-40/100調(diào)合制成電池液；所述親水性高分子包括有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙烯醇(PVA)，聚乙二醇 (PEG)，聚氧乙烯(PEO)或它們的混合物，均為中低分子量聚合級產(chǎn)品，因其聚合鏈上均含 有給電子能力強(qiáng)的原子或基團(tuán)，如氧原子、羥基，其高分子鏈足夠柔順，并能形成離子通道， 如與碘及其化合物形成分子復(fù)合物，使聚合物分子鏈中存在負(fù)載電荷的載流子，如碘離子
4(I _、13_、15_)，還具有防止和減少碘蒸發(fā)的功能。優(yōu)選為PVP，其粘均分子量在3000-700000，
對應(yīng)商品牌號 PVP =K12, K17, K19, K30> K90,優(yōu)選 K19、K30 ；所述電子授受體材料分別包括有作為電子受體材料的富勒烯(C6tl，C60/C70混合 樣)，和具有銳鈦礦結(jié)構(gòu)的納米級TiO2 ；以及作為電子授體材料的海藻體內(nèi)自含的藻膽素， 如藻紅素和藻蘭素(是一類水溶性色素)，和類胡蘿卜素，它是另一類油溶性色素；其最高 含量約為干藻重的2%，這兩類色素均是有光合作用功能的光合色素，需要時(shí)可補(bǔ)加。本發(fā)明提供的海帶生物質(zhì)電池的制備是由海帶生物質(zhì)電池的電池液與合理選配 的正極(+)、負(fù)極(_)構(gòu)建而成，即將海帶生物質(zhì)電池電池液(以下簡稱電池液)，用粘貼或 浸涂工藝浸貼在紙質(zhì)纖維膜上(或稱紙膜)，以單層或多層結(jié)構(gòu)形式，與兩側(cè)正極(+)和負(fù) 極(_)相接組裝成海帶電池，或按規(guī)定的電壓、電流值進(jìn)行電池的串聯(lián)或并聯(lián)(組裝)成電 池組件。其中電池液組成分包括有用親水性高分子的飽和水溶液作分散介質(zhì)，將海帶生物質(zhì)調(diào)合或浸涂在紙質(zhì)纖維 膜上，紙膜可以是單層或多層結(jié)構(gòu)。用親水性高分子的飽和水溶液作分散介質(zhì)，將“海帶泥”與富勒烯(C6tl，C6tZC7tl混合 樣)-PVP水溶液調(diào)合一起。用親水性高分子的飽和水溶液作分散介質(zhì)，將“海帶泥”與具有銳鈦礦結(jié)構(gòu)的納米 級TiO2調(diào)合一起。海帶電池的正極⑴負(fù)極㈠材料的選取，應(yīng)遵循電子功函數(shù)匹配原理，即選用具 有高電子功函數(shù)的材料為正極(+)，再按照能滿足綠色、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的原則，選用碳電極，如 石墨棒、石墨紙等。選用具有低電子功函數(shù)的金屬材料為負(fù)極(_)，同樣又能滿足綠色、環(huán) 保、經(jīng)濟(jì)的原則?？蛇x用鋁電極，如鋁箔、也可選用銀、Al-Mg合金或ΑΙ-iVg合金等電極。將上述電池液分別與正(+)負(fù)(_)電極構(gòu)建成海帶電池。在無陽光照射或暗條件 下，電池液中的碘氧化還原體系(Γ/Ι37Ι5_)和“碘化物-氧化酶”在電極上的氧化還原反應(yīng) 過程，碘離子(Γ)向電極的傳輸與外電路形成電流回路。在有陽光照射時(shí)，在C6tl-PVP-光 合色素-Γ/Ι3_/Ι5_體系內(nèi)產(chǎn)生光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移而形成光電流，而在TiO2-PVP-光合色素-\ Γ3/Ι5-體系內(nèi)則具有光敏化太陽能電池(DSSC)的功能，使海帶電池的輸出電流在原有基礎(chǔ) 上提高10-50 %。這就是海帶生物質(zhì)電池具有蓄能和供電功能，并能在日光下兼有光誘導(dǎo)和 光敏化太陽能電池部分功能的微觀分子-電子機(jī)理的初步解釋。本發(fā)明提供的海帶生物質(zhì)電池的特點(diǎn)為①制備工藝簡單、高效、無毒；是百分之百的綠色能源。②海帶生物質(zhì)電池電池液中含有天然的碘氧化還原體系(Γ/Ι37Ι5_)和生物酶催 化體系為主成分的天然(復(fù)合型)凝膠電解質(zhì)。③海帶生物質(zhì)電池的電池液在特定選配的正負(fù)電極間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，電子移 向負(fù)極的同時(shí)通過碘離子(Γ)傳輸搬運(yùn)電荷，就可在回路中形成電流，實(shí)現(xiàn)生物化學(xué)能轉(zhuǎn) 化成電能。④當(dāng)電池液中組配有富勒烯(C6tl，C60/C70)時(shí)，電池兼有一定的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移作 用；當(dāng)有TiO2時(shí)，電池兼有一定的光敏化太陽能電池(DSSC)功能。即在通常日光下，輸出 電流可提高10-50%，可改制成新型光敏器件。⑤目前這類海帶生物質(zhì)電池的平均蓄電量為30-300mwh/l-5克海帶。
⑥可將系列海帶生物質(zhì)電池組裝在石墨紙上(+)與負(fù)極鋁箔多層封裝制成卡片 式靈巧型低功率電源。⑦可望能推廣到海帶養(yǎng)殖場，構(gòu)建海洋中特有的海帶發(fā)電站。⑧在改進(jìn)工藝技術(shù)后，在海帶生物質(zhì)電池使用過程中可同時(shí)收集海帶體內(nèi)游離出 的單質(zhì)碘。為從海帶中提碘乃至從海水中提碘開辟出了新思路、新途徑和新方法。⑨還可以為進(jìn)一步研發(fā)和改進(jìn)鋁碘電池(復(fù)合型)拓展出新思路和新途徑。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明將用下列實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于下列 列舉的實(shí)施例。實(shí)施例1取市售未經(jīng)提碘的干海帶適量，用凈水浸洗表層的鹽分，用水浸約半小時(shí)，再用去 離子水浸1-2遍，但不宜水洗過久，以防碘化物流失。晾干備用為海帶生物質(zhì)。實(shí)施例2取市售新鮮海帶，洗去表面存留的鹽分，再用凈水或去離子水浸洗1-2遍。分為 兩份，一份為濕海帶備用為海帶生物質(zhì)；另一份置于空氣中或陽光下晾干，得鮮綠色海帶薄 片，備用為海帶生物質(zhì)。實(shí)施例3取市售鮮或干海帶適量，用同上例方法清洗后，置鍋內(nèi)蒸煮，加PVP飽和水溶液搗 成糊狀“海帶泥”，備用作海帶生物質(zhì)。實(shí)施例4取市售聚合級中低分子量的親水性高分子PVP:K3(1，用去離子水分別配制成各自 的飽和溶液，用于從海帶體內(nèi)浸取海帶生物質(zhì)膠液。實(shí)施例5取市售富勒烯C6tl，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)99.5%，或C6Q/C7Q(混合物)=85/15(質(zhì)量百分 比)，與PVP按質(zhì)量比為富勒烯PVP = 3/100進(jìn)行混合，置于瑪瑙研缽中，加適量水研磨 IO-IOOhr，直至糊狀物。實(shí)施例6取例5中的含富勒烯和PVP的糊狀物，用去離子水溶解、過濾制得富勒烯-PVP的 橙黃色水溶液，富勒烯的百分含量為1_3%。實(shí)施例7按質(zhì)量比TW2 PVP = 25/100，在研缽中加適量水，與浸有海帶生物質(zhì)的PVP 飽和水溶液混研l(wèi)O-lOOhr，直到成糊狀物，其中〃海帶〃生物質(zhì)和TiO2的質(zhì)量比為 15/100-50/100。實(shí)施例8取實(shí)施例1中新鮮海帶制成Φ = 2. 5-3cm的薄片，用實(shí)施例4中的PVP水溶液浸 涂緊貼在石墨紙電極上，用如定性定量分析用紙膜覆蓋，再浸涂一層PVP水溶液，貼上鋁箔 為負(fù)電極，就制成了簡易的海帶生物質(zhì)電池。石墨紙電極為正極(+)，鋁箔(Al)為負(fù)極(-)， 起始空載電流I = l-3mA/l-2g海帶，V = O. 6-0. 8v。
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實(shí)施例9取實(shí)施例3中的“海帶泥”代替新鮮海帶，按實(shí)施例8的操作，制得簡易海帶生物 質(zhì)電池，電池性能略優(yōu)于前例。實(shí)施例10分別取實(shí)施例1、2中的海帶樣品為海帶生物質(zhì)，均可按實(shí)施例8的操作制得海帶 生物質(zhì)電池，其電性能與實(shí)施例8相近。實(shí)施例11取8cmX IOcm片狀鮮海帶，水洗脫去表層鹽分，用PVP水溶液調(diào)合，涂在8cmX 15cm 的石墨紙電極(+)上，用紙膜緊貼其上，再用PVP水溶液浸涂，緊貼鋁箔電極(-)。上下兩側(cè) 用聚脂膜加固封裝，留出電極引線。起始空載電流I = 15-17mA/10克海帶，V = 0.6-0.8v， 空載放電可持續(xù)近lOOhr，電流漸降時(shí)適量補(bǔ)水，兩個(gè)月后，I = 5mA,V = 0. 6-0. 8v，平均蓄 電量彡30mwh/lg海帶。實(shí)施例12取石墨板電極(Φ = 7cm)為正極(+)，上涂一層調(diào)合有PVP溶液的海帶生物質(zhì)或 “海帶泥”。石墨基板上預(yù)先已有一層如實(shí)施例5中的C6Q/C7Q-PVP水相研磨液。在其上覆蓋 一層紙膜，再涂一層浸有海帶生物質(zhì)內(nèi)含C6(I/CTO的PVP水溶液，上面緊貼鋁箔電極㈠。就 制了簡易的內(nèi)含C6(I/CTO的海帶生物質(zhì)電池。起始空載電流I = 5mA/cm2,陽光照射下，電流 會升至7mA。即陽光照射下，電流可提高40%，顯現(xiàn)出一定的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移功能的太陽能 電池性能。串聯(lián)上述4個(gè)海帶生物質(zhì)電池，即可驅(qū)動點(diǎn)亮LED(發(fā)光二極管)，其驅(qū)動電 壓V = 1. 8v,連續(xù)工作已超過120hr，通過LED的電流I = 0. 25-0. 5mA,總蓄電量超過 120hrX2. 5vX3mA = 900mwh，平均蓄電量約40_7(toiwh/lg 海帶。實(shí)施例13取具有銳鈦礦結(jié)構(gòu)的白色粉狀納米級二氧化鈦(TiO2)與浸有PVP水溶液的“海帶 泥”，按TiO2 “海帶泥” =100/40(質(zhì)量比)，調(diào)合一起。取糊狀物2-3g鋪在Φ = 3-5cm 的圓鋁盒內(nèi)底面，上下各鋪一層紙膜，將電池液與正負(fù)電極隔離開，最上面是石墨電極(+)。 這種摻有TW2的海帶生物質(zhì)電池，其起始空載電流I = 3. 5mA/cm2，在正午陽光照射下，V = 0. 6-0. 8v不變，但電流值升至I = 4. 1-4. 5mA，具有光敏化太陽能電池的功能。實(shí)施例14在實(shí)施例13的基礎(chǔ)上，按并聯(lián)多個(gè)海帶生物質(zhì)電池的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行組裝，如5個(gè) 電池的并聯(lián)制作，可在Φ = 7cm的定性或定量濾紙膜上，鋪一層Φ = 3-3. 5cm的浸有PVP 水溶液，內(nèi)含海帶生物質(zhì)的紙膜上，分別貼3CmXkm的Al (鋁)箔電極和石墨紙電極，兩電 極間距控制在0. 5mm-l. 0mm，在上浸涂一層“海帶泥”生物質(zhì)，再覆蓋一層紙膜，再浸涂一層 內(nèi)含海帶生物質(zhì)的PVP水溶液(棕褐色粘液)，再緊貼第二層Al(鋁)箔電極和石墨紙電 極……依次共疊6層紙膜，將電極和電池液隔開，中間插入排列方向相同的5層Al (鋁箔) 電極和石墨紙電極，最上層再覆蓋一層糊狀“海帶泥”及紙膜。封進(jìn)特殊的塑料袋內(nèi)并留出 電極端。單個(gè)電池V = O. 6-0. 8v，起始空載電流I = 0. 5-2. OmA/Ig海帶，則5個(gè)并聯(lián)電池 的總空載起始電流I = 2. 5-8. 5mA/5g海帶，電壓V = 0. 6-0. 8v。實(shí)施例15
在實(shí)施例14的基礎(chǔ)上，按串聯(lián)多個(gè)海帶生物電池的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行組裝，如5個(gè)電 池的串聯(lián)制作，只要在Al (鋁)箔電極和石墨紙電極的排列方向互相對調(diào)，兩個(gè)電池之間插 入一層聚脂膜，其余操作同于實(shí)施例14，則可制得5個(gè)電池的串聯(lián)電池組。電池參數(shù)為V =5X (0. 6 0. 8)v = 3 4v，起始空載電流I = 0. 5 2. OmA/lg海帶。如電池液內(nèi)含有 TiO2,在日光下電流可升至I = 0.7 2. 6mA/lg海帶。
權(quán)利要求
1.一種海帶生物質(zhì)電池，其特征在于包括下列電池結(jié)構(gòu)單層結(jié)構(gòu)電池正極(+)/紙質(zhì)纖維膜/海帶電池電池液/紙質(zhì)纖維膜/負(fù)極(-)；或多層結(jié)構(gòu)電池正極(+)/紙質(zhì)纖維膜/海帶電池電池液/紙質(zhì)纖維膜/海帶電池電 池液/紙質(zhì)纖維膜……/負(fù)極(-)；或單層或多層結(jié)構(gòu)的電池按電池并聯(lián)或串聯(lián)構(gòu)成電池組件；所述正極(+)為碳電極或浸涂摻Ag單壁碳納米管膠乳的紙膜；負(fù)極(_)為金屬電極；所述紙質(zhì)纖維膜為純紙質(zhì)纖維膜，純棉纖維膜或棉麻混合纖維膜；所述海帶電池電池液由海帶生物質(zhì)與親水性高分子、水、電子授受體材料經(jīng)分步浸涂 或均勻調(diào)合，成薄片狀、糊狀“海帶泥”或膠液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的海帶生物質(zhì)電池，其特征在于所述碳電極為石墨棒或石墨紙；所 述金屬電極為Al電極、Ag電極、AVAl2O3電極、Al-Mg合金或Al-Ag合金電極；所述紙質(zhì)纖 維膜為定性定量分析紙質(zhì)膜；所述親水性高分子為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚氧乙烯或它們的混合 物，均為中低分子量的聚合級產(chǎn)品；所述電子授受體材料為富勒烯C6tl、富勒烯C6(I/CTO、具有銳鈦礦結(jié)構(gòu)的納米級TiO2、藻膽 素或類胡蘿卜素，其中富勒烯C6tl質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為99. 5%,C60/C70質(zhì)量比=85/15 ；所述海帶生物質(zhì)為干海帶或鮮海帶水洗脫去表層鹽分，制成干海帶薄片，或經(jīng)蒸煮后 調(diào)成糊狀“海帶泥”，或取海帶薄片或“海帶泥”用親水性高分子的飽和水溶液浸提，從中分 離出海帶生物質(zhì)膠液。
3.一種權(quán)利要求1或2的海帶生物質(zhì)電池的制備方法，其特征在于將海帶電池電池 液用粘貼或浸涂工藝浸貼在紙質(zhì)纖維膜上，以單層或多層結(jié)構(gòu)形式與兩側(cè)正極(+)和負(fù)極 (-)相接構(gòu)成海帶生物質(zhì)電池，或按規(guī)定的電壓、電流值進(jìn)行單層或多層結(jié)構(gòu)海帶生物質(zhì)電 池的串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成電池組件。
4.一種權(quán)利要求1或2的海帶生物質(zhì)電池的電池液的制備方法，包括下列步驟(1)用干或鮮海帶，經(jīng)水洗脫去表層鹽分，制成干質(zhì)海帶片為海帶生物質(zhì)；或選用干或鮮海帶，經(jīng)水洗脫去表層鹽分，經(jīng)蒸煮后調(diào)成糊狀“海帶泥”為海帶生物質(zhì)；(2)取上述(1)中的干海帶片或“海帶泥”10-30克，用IOOml親水性高分子飽和水溶 液浸提，從中分離出的活性成分為海帶生物質(zhì)膠液；(3)將上述(1)或O)中的海帶生物質(zhì)與含質(zhì)量百分?jǐn)?shù)1-3%電子受體材料富勒 烯的親水性高分子的飽和水溶液調(diào)合制成電池液，其中富勒烯與海帶生物質(zhì)的質(zhì)量比為 1/10-1. 5/10 ；或?qū)⑸鲜?1)或O)中的海帶生物質(zhì)按質(zhì)量比為5/100-50/100與具有銳鈦礦結(jié)構(gòu)的 納米級T^2電子受體材料調(diào)合制成電池液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海帶生物質(zhì)電池，利用海帶體內(nèi)的海帶生物質(zhì)，與親水性高分子、水、電子授受體材料均勻調(diào)合制成電池的電池液，再用浸、涂或貼等工藝將此電池液用紙纖維膜分離成單層或多層結(jié)構(gòu)，與兩側(cè)的正極(+)和負(fù)極(-)組建成海帶生物質(zhì)電池。單個(gè)電池電壓V＝0.6-0.9V，起始空載電流I＝1-10mA/cm2，平均蓄電量為30～150mwh(毫瓦時(shí))/1-5克海帶。該海帶生物質(zhì)電池制造工藝簡單、低成本、高效、無毒，是百分之百的綠色能源，可制成薄層式輕便型海帶生物質(zhì)電池，易規(guī)模生產(chǎn)?？赏茝V到海帶養(yǎng)殖場，構(gòu)造特有海帶發(fā)電站。
文檔編號H01M8/16GK102097642SQ20101062111
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者劉欣, 唐亞明, 張玉冰, 鄭弼乾, 陳滇寶, 陳紅蕾 申請人:陳滇寶