一种水体补氧装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水体补氧装置及方法，包括太阳能电池板以及位于水体中的氢发生电极、氧发生电极及氧富集罩，其中，太阳能电池板与氢发生电极及氧发生电极相连接，氧富集罩位于氧发生电极的上方，该装置及方法具有无噪音、补氧效果好、无触电风险的特点。

A Water Oxygen Supplementary Device and Method

The invention discloses an oxygen enrichment device and method for water body, including solar panel, hydrogen generation electrode, oxygen generation electrode and oxygen enrichment cover located in water body. The solar panel is connected with hydrogen generation electrode and oxygen generation electrode, and the oxygen enrichment cover is located above the oxygen generation electrode. The device and method have the characteristics of no noise, good oxygen enrichment effect and no electric shock risk. Point.

【技术实现步骤摘要】
一种水体补氧装置及方法
本专利技术属于水体养殖领域，特别涉及一种水体补氧装置及方法。
技术介绍
在渔业养殖以及观赏鱼家庭饲养过程中，经常会出现由于水体缺氧，鱼儿出现大面积死亡的现象。解决水体缺氧的办法有许多，最常用的是通过向水体吹气来实现。但是水体吹气的氧气扩散过程十分缓慢，而且水体中通过这种扩散过程的溶解氧含量比例不足1/10，另外这个过程一般需要氧气泵的辅助，存在噪音、触电风险等；另外通过水藻等浮游生物的光合作用可以提供正常情况下月90％的溶解氧，但是过多的浮游生物，在晚上反而存在耗氧量过大，导致水体缺氧量激增的问题，因此需要开发出一种补氧装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种水体补氧装置及方法，该装置及方法具有无噪音、补氧效果好、无触电风险的特点。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种水体补氧装置，包括太阳能电池板以及位于水体中的氢发生电极、氧发生电极及氧富集罩，其中，太阳能电池板与氢发生电极及氧发生电极相连接，氧富集罩位于氧发生电极的上方。进一步的，氢发生电极及氧发生电极均为多孔的碳纳米管结构。进一步的，太阳能电池板通过导线与氢发生电极及氧发生电极相连接。进一步的，氢发生电极及氧发生电极均为片状结构或者多根棒状结构。进一步的，太阳能电池板经电压转换器与氢发生电极及氧发生电极相连接。进一步的，太阳能电池板为无透明电极的钙钛矿太阳能电池；所述无透明电极的钙钛矿太阳能电池包括从下至上依次设置的透明基底、钙钛矿材料活性层和拓扑结构的双电极层。进一步的，拓扑结构的双电极层包括在钙钛矿材料活性层上设置的若干拓扑结构单元；每个拓扑结构单元包括依次贴合设置的n型导电材料层、电流阻隔层和p型导电材料层。进一步的，拓扑结构单元之间也设有电流阻隔层。进一步的，所有n型导电材料层通过第一汇流电极连接汇流为负极；所有p型导电材料层通过第二汇流电极连接汇流为正极。进一步的，电流阻隔层为空气或者绝缘材料。进一步的，n型导电材料层的材质为PCBM、SnO2或TiO2；电流阻隔层为空气、SiO2、ZrO2、PE或PP；p型导电材料层为NiO、Cu2O、GaN、SrCuO2、Spiro、PTAA、CuSCN或PEDOT：PSS。进一步的，透明基底为工业浮法超白玻璃、石英玻璃或PET树脂。进一步的，钙钛矿材料活性层的结构为AXnY3-n；R＝烃基；A＝Pb，Sn；X，Y＝Cl，Br，I；n为0-3的实数。进一步的，n型导电材料层的厚度Tn＝0.1-2mm；n型导电材料层和p型导电材料层之间的电流阻隔层的厚度Ti＝0.001-1mm；p型导电材料层的厚度Tp＝0.1-2mm；拓扑结构的双电极层的厚度Tf为10nm-100um。进一步的，所述无透明电极的钙钛矿太阳能电池开压为1.04V，电流密度为23.8mA/cm2，效率为12.3％。一种水体补氧方法，包括以下步骤：在有光照的环境下，太阳能电池板产生光生电动势，并作用于氢发生电极及氧发生电极上，使得氢发生电极所在区域及氧发生电极所在区域分别产生氢分子及氧分子，该氧分子溶解于水中，实现水体的补氧，氢分子以气态的形式排入大气中，其中，氧发生电极产生的多余氧分子通过氧富集罩进行储备，并在没有光照的时候溶解于水体中，以保证水体中的氧含量。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的水体补氧装置及方法在具体操作时，在有光照的环境下，太阳能电池板产生光生电动势，该光生电动势作用于氢发生电极及氧发生电极上后，从而在氢发生电极所在区域及氧发生电极所在区域分别产生氢分子及氧分子，其中，氧分子溶解于水中，以实现水体的补氧，从而为水体中的生物提供氧环境，氢分子由于溶解度较低，因此最终以气态的形式扩散到大气中，需要说明的是，本专利技术以光生电动势进行电解方式产生氧，具有无噪音、无触电风险的特点。另外，氧发生电极产生的多余氧通过氧富集罩进行储备，并在晚上或者光照较差的时候溶解于水中，以提高水体的补氧效果，有效的保证水体中的氧含量，可广泛应用于水体养殖及家用观赏鱼饲养等领域。无透明电极的以钙钛矿钛矿型半导体材料作为活性中心的器件结构，取代传统钙钛矿型薄膜电池的双层电极结构，解决了电池受光面的透明导电电极存在的较高光吸收和较高串联电阻的问题，获得具有高光电流密度、高开路电压的新型钙钛矿型太阳能电池。太阳能电池板不再使用透明电极，降低成本和提升生产效率；获得更高的光捕获和更高的光电流；降低电池的串联电阻从而提升电池开压，从而提升电池的性能。附图说明图1本专利技术一种水体补氧装置的结构示意图；图2为无透明电极的钙钛矿太阳能电池的结构示意图。图3为拓扑结构的双电极层的结构示意图；图4为拓扑结构的双电极层的制备过程示意图；图5为拓扑结构的双电极层的拓扑结构单元示意图；图6为本专利技术实施例1制备的无透明电极的钙钛矿太阳能电池与现有具有透明电极的钙钛矿太阳能电池进行AM1.5G测试的对比图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：如图1所示，本专利技术所述的水体补氧装置包括太阳能电池板1以及位于水体中的氢发生电极3、氧发生电极2及氧富集罩4，其中，太阳能电池板1与氢发生电极3及氧发生电极2相连接，氧富集罩4位于氧发生电极2的上方。氢发生电极3及氧发生电极2均为多孔的碳纳米管结构；氢发生电极3及氧发生电极2均为片状结构或者多根棒状结构。本专利技术还包括蓄电池及充电接口，其中，蓄电池与充电接口、太阳能电池板1、氢发生电极3及氧发生电极2相连接；太阳能电池板1经电压转换器与氢发生电极3及氧发生电极2相连接；太阳能电池板1通过导线5与氢发生电极3及氧发生电极2相连接。本专利技术所述的水体补氧方法包括以下步骤：在有光照的环境下，太阳能电池板1产生光生电动势，并作用于氢发生电极3及氧发生电极2上，使得氢发生电极3所在区域及氧发生电极2所在区域分别产生氢分子及氧分子，该氧分子溶解于水中，以实现水体的补氧，氢分子以气态的形式排入大气中，其中，氧发生电极2产生的多余氧分子通过氧富集罩4进行储备，并在没有光照的时候溶解于水体中，以保证水体中的氧含量。本专利技术采用太阳能电池板1提供电能，具有清洁高效、长期稳定工作的特点。在有光照的环境下，太阳能电池板1产生光生电动势，并作用于氢发生电极3及氧发生电极2上，由于电势差的存在，则在氢发生电极3所在区域及氧发生电极2所在区域分别产生氢分子及氧分子，该氧分子溶解于水中，以实现水体的补氧，为水体中的生物提供氧环境，另外，由于氢分子溶解度较小，氢分子形成气态后扩散到大气中。需要说明的是，本专利技术中氢发生电极3及氧发生电极2均为多孔的碳纳米管结构，因此氢发生电极3及氧发生电极2具有工作电压低、比表面积大的特点，从而可以为水体中的生物提供稳定的氧环境，另外，本专利技术还包括氧富集罩4，通过氧富集罩4对过量的氧进行储备，在无光照或者弱光照环境下，氧富集罩4储备的氧溶解到水体中，以提高水体的溶氧量。所述太阳能电池板1通过若干电池片串并联而成，电池片可以选择单晶硅电池、多晶硅电池、砷化镓电池、铜铟镓硒电池、碲化镉电池或钙钛矿电池等，优选的为铜铟镓硒电池、碲化镉电池或钙钛矿电池。太阳能电池板1如果采用传统钙钛矿型薄膜电池的双层电极结构，电池受光面的透明导电电极存在较高光吸收和较高串联电阻，成本高且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水体补氧装置，其特征在于，包括太阳能电池板(1)以及位于水体中的氢发生电极(3)、氧发生电极(2)及氧富集罩(4)，其中，太阳能电池板(1)与氢发生电极(3)及氧发生电极(2)相连接，氧富集罩(4)位于氧发生电极(2)的上方。

【技术特征摘要】
1.一种水体补氧装置，其特征在于，包括太阳能电池板(1)以及位于水体中的氢发生电极(3)、氧发生电极(2)及氧富集罩(4)，其中，太阳能电池板(1)与氢发生电极(3)及氧发生电极(2)相连接，氧富集罩(4)位于氧发生电极(2)的上方。2.根据权利要求1所述的水体补氧装置，其特征在于，氢发生电极(3)及氧发生电极(2)均为多孔的碳纳米管结构。3.根据权利要求1所述的水体补氧装置，其特征在于，太阳能电池板(1)通过导线(5)与氢发生电极(3)及氧发生电极(2)相连接。4.根据权利要求1所述的水体补氧装置，其特征在于，氢发生电极(3)及氧发生电极(2)均为片状结构或者多根棒状结构。5.根据权利要求1所述的水体补氧装置，其特征在于，太阳能电池板(1)经电压转换器与氢发生电极(3)及氧发生电极(2)相连接。6.根据权利要求1所述的水体补氧装置，其特征在于，太阳能电池板(1)为无透明电极的钙钛矿太阳能电池；所述无透明电极的钙钛矿太阳能电池包括从下至上依次设置的透明基底(101)、钙钛矿材料活性层(102)和拓扑结构的双电极层(103)。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志国，秦校军，董超，熊继光，邬俊波，
申请(专利权)人：中国华能集团有限公司，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11