自分离反应产物的铝空气电池系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自分离反应产物的铝空气电池系统，包括电解液箱、旋流器和电池堆，电解液箱通过管道与旋流器的入口相连，电解液箱与旋流器之间的管道上设有循环泵，旋流器的顶部溢流口通过管道与电池堆相连，电池堆通过管道与电解液箱相连，旋流器的下方设置有过滤回收装置。本发明专利技术的自分离反应产物的铝空气电池系统通过旋流器将反应产生的反应产物与电解液分离，降低电解液中不溶的Al(OH)

【技术实现步骤摘要】
自分离反应产物的铝空气电池系统
本专利技术涉及燃料电池领域，更为具体来说，本专利技术涉及一种自分离反应产物的铝空气电池系统。
技术介绍
铝空气燃料电池是铝和空气在电解质的参与下进行化学反应而发电的化学电源，在发电的过程中消耗铝和氧气。铝空气电池的电解质可以是中性的也可以碱性的，其中，碱性电解质使用较多。常用的碱性电解质有氢氧化钠、氢氧化钾等。碱性电解质中铝空气电池的反应产物为Al(OH)3。Al(OH)3不溶于水，因此随着铝空气电池发电的进行，电解液产物越来越多，对于电解液循环式铝空气电池系统，微小的反应产物Al(OH)3颗粒随着电解液溶液一起循环。由于Al(OH)3在电解质中不是以溶解状态存在，而是固体状态，当其流经电池单体时，微小Al(OH)3颗粒会粘附在电极上，从而降低系统的发电效率，降低系统的输出功率。另外，随着反应的进行、铝阳极的消耗，电解液中的产物越来越多，电解液的电导率越来越低，系统的发电能力越来越低。随着电解质液体中反应产物的增加，相应地反应物质在逐渐减少，铝阳极与反应物接触的概率越来越小，导致系统效率越来越低。为保持系统的效率，现有技术是间隔更换整体电堆，废弃反应后的电解液，更换新的电解液。这种方式不适合经常使用的场合，如汽车使用等。因此，解决铝空气电池系统反应产物的处理问题，从而改善空气电极性能保持性，改善系统的反应效率，使系统能长期高效率运行，成为本领域重点关注且亟待解决的问题之一。
技术实现思路
为解决现有铝空气电池系统中处理反应产物的效率低、空气点击性能保持性低、系统运行效率低等问题，本专利技术创新地提供了一种自分离反应产物的铝空气电池系统，该自分离反应产物的铝空气电池系统能将反应产生的反应产物与电解液分离，降低电解液中不溶的Al(OH)3含量，改善空气电极性能保持性，增强系统的反应效率，使系统长期处于高效率运行状态。同时为进一步回收利用铝空气电池反应产物创造条件，将分离出的反应产物中携带的部分电解液回收利用，继续参加化学反应，节约资源。为实现上述的技术目的，本专利技术公开了一种自分离反应产物的铝空气电池系统，包括：电解液箱、旋流器和电池堆，所述电解液箱通过管道与所述旋流器的入口相连，所述电解液箱与所述旋流器之间的管道上设有循环泵，所述旋流器的顶部溢流口通过管道与所述电池堆相连，所述电池堆通过管道与所述电解液箱相连，所述旋流器的下方设置有过滤回收装置。进一步地，所述过滤回收装置包括固定槽和过滤网，所述过滤网固定在所述固定槽中，所述过滤网将所述固定槽分隔成上下两层，所述固定槽的底部设有通孔，所述固定槽通过所述通孔与排液管连接。进一步地，所述固定槽的上层可拆卸连接有第一反应物收集网。进一步地，所述排液管与所述电解液箱连接，所述排液管上设有液体泵。进一步地，所述固定槽的下层安装有液位传感器，所述液位传感器与控制器通信连接，所述控制器与所述液体泵通信连接。进一步地，所述过滤回收装置包括L型过滤层，所述L型过滤层固定在所述电解液箱的侧壁上，所述L型过滤层与所述电解液箱的侧壁围成U型槽。进一步地，所述L型过滤层与所述电解液箱的侧壁围成的U型槽内可拆卸连接有第二反应物收集网。进一步地，所述L型过滤层的底部和侧部均设有过滤孔，所述L型过滤层底部过滤孔的孔径相同，所述L型过滤层侧部过滤孔的孔径从下到上逐渐增大。进一步地，所述电池堆和所述电解液箱之间还设置有散热器，所述电池堆通过管道与所述散热器相连，所述散热器通过管道与所述电解液箱相连，所述散热器的下方还设有多个散热风扇。进一步地，所述旋流器包括圆柱段和所述圆柱段底部连接的一个或多个圆台段，所述多个圆台段沿轴向依次连接。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术提供的自分离反应产物的铝空气电池系统通过旋流器将反应产生的反应产物与电解液分离，降低电解液中不溶的Al(OH)3含量，改善空气电极性能保持性，增强系统的反应效率，使系统长期处于高效率运行状态，同时为进一步回收利用铝空气电池反应产物创造条件。(2)本专利技术提供的自分离反应产物的铝空气电池系统将分离出的反应产物中携带的部分电解液过滤后回收利用，继续参加化学反应，实现电解液的循环利用，进一步保证电池系统长期处于高效率运行状态。附图说明图1为实施例一的自分离反应产物的铝空气电池系统的结构示意图。图2为实施例二的自分离反应产物的铝空气电池系统的结构示意图。图3为实施例三的自分离反应产物的铝空气电池系统的结构示意图。图4为旋流器的结构示意图。图中，1、电解液箱；2、旋流器；3、电池堆；4、散热器；5、循环泵；6、过滤回收装置；7、第一反应物收集网；8、第二反应物收集网；9、排液管；10、排液阀；11、液体泵；12、散热风扇；21、圆柱段；22、第一圆台段；23、第二圆台段；61、固定槽；62、过滤网；63、L型过滤层。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术提供的自分离反应产物的铝空气电池系统进行详细的解释和说明。如图1～3所示，本实施例具体公开了一种自分离反应产物的铝空气电池系统，包括：电解液箱1、旋流器2和电池堆3，电解液箱1通过管道与旋流器2的入口相连，电解液箱1与旋流器2之间的管道上设有循环泵5，旋流器2的顶部溢流口通过管道与电池堆3相连，电池堆3通过管道与电解液箱1相连，电解液箱1、旋流器2和电池堆3形成循环系统，旋流器2的下方设置有过滤回收装置6。电池堆3和电解液箱1之间还设置有散热器4，电池堆3通过管道与散热器4相连，散热器4通过管道与电解液箱1相连，散热器4的下方还设有多个散热风扇12，增强散热效果。旋流器2的工作原理为：将具有一定密度差的固液、固气、液液、液气等两相或多项混合物以一定的压力或初速度由切线方向或渐开线方向给入旋流器，流体在旋流器内部作高速旋转运动，流体粗相在离心力的作用下，在旋转运动的同时向下、向外运动，最终形成外旋流，外旋流以底流的形式从底流口排出；而密度或直径较小的组分轻相在旋转运动的同时向内、向上运移，最终形成内旋流，内旋流以溢流的形式经顶部溢流口排出，从而完成分离任务。本实施例在铝空气电池电解液循环系统中，设置旋流器2以分离电解液中的固态Al(OH)3。系统工作时，循环泵5将电解液从电解液箱1吸出，电解液经管道经旋流器2的入口而进入旋流器2内，电解液由切线方向或渐开线方向等给入旋流器2，电解液在旋流器2内部作高速旋转运动，电解液在运动过程中产生很强的离心力场，使电解液中的反应产物Al(OH)3在离心力的作用下，在旋转运动的同时向下、向外运动，最终形成外旋流，外旋流以底流的形式从旋流器2的底流口排出，即反应产物Al(OH)3和部分电解液从旋流器2的底流口排出，过滤回收装置6将底流中的产物Al(OH)3和电解液分离，分离出的Al(OH)3收集利用，分离出的电解液可以直接排出，也可以循环回电解液箱1中实现循环利用，再次参与化学反应；而液体旋转运动的同时向内、向上运移，最终形成内旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自分离反应产物的铝空气电池系统，其特征在于，包括：电解液箱(1)、旋流器(2)和电池堆(3)，所述电解液箱(1)通过管道与所述旋流器(2)的入口相连，所述电解液箱(1)与所述旋流器(2)之间的管道上设有循环泵(5)，所述旋流器(2)的顶部溢流口通过管道与所述电池堆(3)相连，所述电池堆(3)通过管道与所述电解液箱(1)相连，所述旋流器(2)的下方设置有过滤回收装置(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种自分离反应产物的铝空气电池系统，其特征在于，包括：电解液箱(1)、旋流器(2)和电池堆(3)，所述电解液箱(1)通过管道与所述旋流器(2)的入口相连，所述电解液箱(1)与所述旋流器(2)之间的管道上设有循环泵(5)，所述旋流器(2)的顶部溢流口通过管道与所述电池堆(3)相连，所述电池堆(3)通过管道与所述电解液箱(1)相连，所述旋流器(2)的下方设置有过滤回收装置(6)。


2.根据权利要求1所述的自分离反应产物的铝空气电池系统，其特征在于，所述过滤回收装置(6)包括固定槽(61)和过滤网(62)，所述过滤网(62)固定在所述固定槽(61)中，所述过滤网(62)将所述固定槽(61)分隔成上下两层，所述固定槽(61)的底部设有通孔，所述固定槽(61)通过所述通孔与排液管(9)连接。


3.根据权利要求2所述的自分离反应产物的铝空气电池系统，其特征在于，所述固定槽(61)的上层可拆卸连接有第一反应物收集网(7)。


4.根据权利要求2或3所述的自分离反应产物的铝空气电池系统，其特征在于，所述排液管(9)与所述电解液箱(1)连接，所述排液管(9)上设有液体泵(11)。


5.根据权利要求4所述的自分离反应产物的铝空气电池系统，其特征在于，所述固定槽(61)的下层安装有液位传感器，所述液位传感器与控制器通信连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖建军，汪望勤，栗晓龙，张志刚，刘保银，雷新望，
申请(专利权)人：郑州佛光发电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41