一種燃料生伏特電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料生伏特電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 電化學(xué)電池(Battery)作為一種能量來(lái)源，是利用化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)換， 可以得到具有穩(wěn)定電壓，穩(wěn)定電流，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定供電，受外界影響很小的電流，并且電池結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶方便，充放電操作簡(jiǎn)便易行，性能穩(wěn)定可靠，在現(xiàn)代社會(huì)生活中的各個(gè)方面發(fā) 揮有很大作用。太陽(yáng)能電池是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體器件，它只要被光照 到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。在物理學(xué)上稱為太陽(yáng)能光伏 (Photovoltaic)，簡(jiǎn)稱光伏。
[0003] 太陽(yáng)能電池的工作原理是基于光生伏特效應(yīng)（簡(jiǎn)稱"光伏效應(yīng)"，英文名稱： Photovoltaic effect)。光伏效應(yīng)是指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部 位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象，太陽(yáng)能電池通過(guò)該效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能。由于光照是光生伏 特效應(yīng)的必需元素，因此，天氣因素對(duì)太陽(yáng)能電池的性能影響較大，在陰天或者雨天、夜晚 等光線較弱或者沒(méi)有光線的環(huán)境下，太陽(yáng)能電池將無(wú)法發(fā)揮其發(fā)電及供電作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種燃料生伏特電池，結(jié)合電化學(xué)電 池(Battery)和太陽(yáng)能光伏電池的工作原理，利用燃料在不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬界 面產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)較少受到天氣、環(huán)境等 因素的影響，具有發(fā)電穩(wěn)定、靜音、能效高等優(yōu)點(diǎn)，所需燃料的來(lái)源廣泛，成本低。
[0005] 本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)該目的：
[0006] -種燃料生伏特電池，包括相鄰設(shè)置的離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)體，所述離子導(dǎo)體與電子 導(dǎo)體之間具有用于電池燃料穿過(guò)的燃料通道，還包括分別與離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)體連接的正 電極、負(fù)電極，所述正電極設(shè)置在離子導(dǎo)體背離燃料通道一側(cè)，所述負(fù)電極設(shè)置在電子導(dǎo)體 背離燃料通道一側(cè)，所述正電極、負(fù)電極通過(guò)外電路連接。
[0007] 其中，所述燃料通道的寬度為0~10cm〇
[0008] 進(jìn)一步的，所述正電極一側(cè)設(shè)置有氧化劑進(jìn)入通道和生成物排出通道。
[0009] 其中，所述外電路包括導(dǎo)線和負(fù)載，所述負(fù)載的兩極分別通過(guò)導(dǎo)線與正電極、負(fù)電 極連接。
[0010] 作為優(yōu)選的，所述離子導(dǎo)體為P-型半導(dǎo)體，所述電子導(dǎo)體為η-型半導(dǎo)體。
[0011] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述Ρ-型半導(dǎo)體與η-型半導(dǎo)體之間的距離為1~200μπι。
[0012] 作為優(yōu)選的，所述電池燃料為甲醇、氫氣、乙醇、其它碳?xì)浠衔锘蚪饘偃剂稀?br>[0013] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的燃料生伏特電池，包括相鄰設(shè)置 的離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)體，所述離子導(dǎo)體與電子導(dǎo)體之間具有用于電池燃料穿過(guò)的燃料通道， 還包括分別與離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)體連接的正電極、負(fù)電極，所述正電極設(shè)置在離子導(dǎo)體背離 燃料通道一側(cè)，所述負(fù)電極設(shè)置在電子導(dǎo)體背離燃料通道一側(cè)，所述正電極、負(fù)電極通過(guò)外 電路連接，本發(fā)明利用電池燃料在離子導(dǎo)體與電子導(dǎo)體作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生電位 差的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)將電池燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)較少受天氣、環(huán)境等因素的影 響，具有發(fā)電穩(wěn)定、靜音、能效高等優(yōu)點(diǎn)，所需電池燃料的來(lái)源廣泛，成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為實(shí)施例1的燃料生伏特電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2為實(shí)施例2的燃料生伏特電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為實(shí)施例3的電壓、電流測(cè)試曲線圖。
[0017]圖4為實(shí)施例4的電壓、電流測(cè)試曲線圖。
[0018]圖中：1-離子導(dǎo)體，2-電子導(dǎo)體，3-燃料通道，4-正電極，5-負(fù)電極，6-導(dǎo)線，7-負(fù) 載，8-p-型半導(dǎo)體，9-n-型半導(dǎo)體。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020] 實(shí)施例1。
[0021] 如圖1所示，本實(shí)施例的燃料生伏特電池，包括相鄰設(shè)置的離子導(dǎo)體1、電子導(dǎo)體2， 所述離子導(dǎo)體1與電子導(dǎo)體2之間具有用于電池燃料穿過(guò)的燃料通道3,還包括分別與離子 導(dǎo)體1、電子導(dǎo)體2連接的正電極4、負(fù)電極5,所述正電極4設(shè)置在離子導(dǎo)體1背離燃料通道3 一側(cè)，所述負(fù)電極5設(shè)置在電子導(dǎo)體2背離燃料通道3-側(cè)，所述正電極4、負(fù)電極5通過(guò)外電 路連接，本發(fā)明利用電池燃料在離子導(dǎo)體1與電子導(dǎo)體2作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生電位 差的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)將電池燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)較少受天氣、環(huán)境等因素的影 響，具有發(fā)電穩(wěn)定、靜音、能效高等優(yōu)點(diǎn)，所需電池燃料的來(lái)源廣泛，成本低。
[0022] 其中，所述燃料通道3的寬度為0~10cm，可根據(jù)離子導(dǎo)體1、電子導(dǎo)體2及電池燃料 的種類(lèi)根據(jù)實(shí)際進(jìn)行調(diào)整，不作為對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案的限制。
[0023] 進(jìn)一步的，所述正電極4一側(cè)設(shè)置有氧化劑進(jìn)入通道和生成物排出通道。所述氧化 劑通常為空氣中的氧氣，生成物通常為水。
[0024] 其中，所述外電路包括導(dǎo)線6和負(fù)載7,所述負(fù)載7的兩極分別通過(guò)導(dǎo)線6與正電極 4、負(fù)電極5連接。
[0025] 本實(shí)施例的燃料生伏特電池的工作原理如下：
[0026] 電池燃料被注入離子導(dǎo)體1與電子導(dǎo)體2之間的燃料通道3,在低電子能量區(qū)（離子 導(dǎo)體1)和高電子能量區(qū)（電子導(dǎo)體2)的作用下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，被電離并釋放出正離子 和電子，釋放的電子通過(guò)高電子能量區(qū)向負(fù)電極5-側(cè)移動(dòng)，并通過(guò)外電路到達(dá)正電極4處； 釋放的正離子通過(guò)低電子能量區(qū)向正電極4 一側(cè)移動(dòng)，到達(dá)正電極4處并與那里的電子和氧 化劑(從外界進(jìn)入，例如氧氣)反應(yīng)，生成物在此排出，在此過(guò)程中，持續(xù)供給的電池燃料的 化學(xué)能不斷被轉(zhuǎn)化成電能。
[0027] 實(shí)施例2。
[0028]如圖2所示，本實(shí)施例的離子導(dǎo)體為p-型半導(dǎo)體8,所述電子導(dǎo)體為η-型半導(dǎo)體9， 所述Ρ-型半導(dǎo)體8與η-型半導(dǎo)體9之間的距離為1~200μπι，所述電池燃料為甲醇、乙醇或氫 氣，在傳統(tǒng)的pn結(jié)的基礎(chǔ)上，注入的電池燃料在p-型半導(dǎo)體8(低電子能量區(qū)）和η-型半導(dǎo)體 9(高電子能量區(qū)）之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并釋放出正離子和電子，將電池燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 電能。
[0029] 本實(shí)施例的燃料生伏特電池的工作原理如下：
[0030] 在兩塊Ρ-型半導(dǎo)體8和η-型半導(dǎo)體9之間（間距1-200μπι)注入液體甲醇，甲醇被電 離，發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：
[0031 ] CH3OH+H2〇-6H++C〇2+6e-
[0032] 其中，電子通過(guò)η-型半導(dǎo)體9向負(fù)電極5-側(cè)移動(dòng)，并通過(guò)外電路到達(dá)正電極4;氫 離子通過(guò)Ρ-型半導(dǎo)體8向正電極4 一側(cè)移動(dòng)，到達(dá)正極處，并與那里的電子和氧氣(氧化劑） 反應(yīng)生成水排出。
[0033] 本實(shí)施例的其它技術(shù)特征同實(shí)施例1，在此不再進(jìn)行贅述。
[0034] 實(shí)施例3、氮化鎵發(fā)光二極管發(fā)電試驗(yàn)
[0035] 在一個(gè)GaN LED(氮化鎵發(fā)光二極管）的pn-結(jié)處滴上甲醇，在不照光的情況下，測(cè) 得電壓、電流測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示，繪制電流-電壓測(cè)試曲線如圖3所示，從以上數(shù)據(jù)可明顯 檢測(cè)到燃料生伏特效應(yīng)，甲醇的化學(xué)能被轉(zhuǎn)化成電能。
[0036]表1電壓、電流測(cè)試數(shù)據(jù) Γηη27?
[0038] ~實(shí)施例4、雙節(jié)m-v族太陽(yáng)能電池發(fā)電試驗(yàn)1 '
[0039] 在一個(gè)雙節(jié)III-V族太陽(yáng)能電池的pn-結(jié)處滴上甲醇，在不照光的情況下，測(cè)得電 壓、電流測(cè)試數(shù)據(jù)如表2所示，繪制電流-電壓測(cè)試曲線如圖4所示，從以上數(shù)據(jù)可明顯檢測(cè) 到燃料生伏特效應(yīng)，甲醇的化學(xué)能被轉(zhuǎn)化成電能。
[0040] 表2電壓、電流測(cè)試數(shù)據(jù)
[0041]
[0042]
[0043] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的部分實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種燃料生伏特電池，其特征在于，包括相鄰設(shè)置的離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)體，所述離子 導(dǎo)體與電子導(dǎo)體之間具有用于電池燃料穿過(guò)的燃料通道，還包括分別與離子導(dǎo)體、電子導(dǎo) 體連接的正電極、負(fù)電極，所述正電極設(shè)置在離子導(dǎo)體背離燃料通道一側(cè)，所述負(fù)電極設(shè)置 在電子導(dǎo)體背離燃料通道一側(cè)，所述正電極、負(fù)電極通過(guò)外電路連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述燃料通道的寬度為0~ 10cm〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述正電極一側(cè)設(shè)置有氧化劑 進(jìn)入通道和生成物排出通道。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述外電路包括導(dǎo)線和負(fù)載， 所述負(fù)載的兩極分別通過(guò)導(dǎo)線與正電極、負(fù)電極連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述離子導(dǎo)體為p-型半導(dǎo)體，所述電子導(dǎo)體為η-型半導(dǎo)體。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述ρ-型半導(dǎo)體與η-型半導(dǎo)體 之間的距離為1~200μηι。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述電池燃料為碳?xì)浠衔铩?可燃?xì)怏w或金屬燃料。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述碳?xì)浠衔餅榧状蓟蛞?醇。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料生伏特電池，包括相鄰設(shè)置的離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)體，所述離子導(dǎo)體與電子導(dǎo)體之間具有用于電池燃料穿過(guò)的燃料通道，還包括分別與離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)體連接的正電極、負(fù)電極，所述正電極設(shè)置在離子導(dǎo)體背離燃料通道一側(cè)，所述負(fù)電極設(shè)置在電子導(dǎo)體背離燃料通道一側(cè)，所述正電極、負(fù)電極通過(guò)外電路連接，本發(fā)明利用電池燃料在離子導(dǎo)體與電子導(dǎo)體作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)將電池燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)較少受天氣、環(huán)境等因素的影響，具有發(fā)電穩(wěn)定、靜音、能效高等優(yōu)點(diǎn)，所需電池燃料的來(lái)源廣泛，成本低。
【IPC分類(lèi)】H01M8/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105514458
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610055971
【發(fā)明人】劉富德, 鄭大偉
【申請(qǐng)人】廣州道動(dòng)新能源有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日