一种储能-发电-盐水淡化一体化装置制造方法及图纸

本申请提供一种储能

【技术实现步骤摘要】
一种储能
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发电
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盐水淡化一体化装置


[0001]本申请涉及电化学电源
，尤其涉及一种储能
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发电
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盐水淡化一体化装置。

技术介绍

[0002]近年来，全球气候变暖趋势急剧猛增，旱涝、海啸及地震等极端天气事件频发，随着应急设备的应用环境日趋严苛和极限性能急剧提升，极端条件下应急设备的研发及应用受到国内外学者的广泛关注。极端条件下可一同实现生产淡水资源与电力能源的便携式应急设备的需求成为当下亟待解决的问题之一。
[0003]常见的应急发电设备例如为柴油发电机。但柴油发电机体积大、质量重、故障频率高，且柴油发电机油罐易被明火点燃发生爆炸，安全性不高。金属/空气(海水)电池只需通过金属与空气中的氧气(海水)发生化学反应即可产生电能。金属/空气(海水)电池具有诸多优点，一方面可以作为应急发电装备，只需使用海水或淡盐水激活即可实现随时随地长时间持续发电，且该电池的工作环境温度区间广，
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30℃～80℃均可正常工作，为户外作业用电提供保障；另一方面可以作为备用电源，该电池只要不注入水，就不会发生自放电的情况，因此可长时间存储，其储备寿命可长达10～20年；此外金属合金密度小、质量轻且铸造性能良好，因此便于携带，方便在户外使用。
[0004]常见的海水淡化方法例如为蒸馏法。但蒸馏法中的多级闪蒸技术操作温度高，能耗较大且在操作过程中容易对设备结垢和腐蚀。同时该方法使用的装备依然体积较大，不便于携带。而基于电池的海水淡化装置不仅可以把盐离子从海水中分离出来，而且该装置可大可小，能够应用于不同场所。
[0005]然而若仅将储能、发电功能的金属/空气(海水)电池和除盐功能的储能电池或极板简单连接，则两者处于分离状态，在使用过程中不仅需要为两个结构分别另做专属外壳来保护其不受挤压，还需找其他容器合理处置淡化水与盐水，这些额外的结构与步骤无法满足极端条件下应急装置所必备的便携、易操作等特点。因此设计一款将功能与结构有机结合的集发电、储能、除盐功能于一体的易操作便携式应急装置成为当下急需解决的重点与难点。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种储能
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发电
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盐水淡化一体化装置，能够同时具有长时间持续发电、长时间储能和淡化盐水的功能，且装置携带方便，容易操作。
[0007]本申请提供一种储能
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发电
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盐水淡化一体化装置，包括：发电装置，采用盐水作为电解液，所述发电装置包括：负极，所述负极为空心柱体，所述负极底部设置有排液口；正极，环绕所述负极外表面；隔膜，设置于所述正极和负极之间；隔离内胆，设置于所述负极内，完全覆盖所述负极内表面，所述隔离内胆为有底空心柱体，被配置为隔离所述负极内表面和盐水以及容纳盐水；淡化装置，设置于所述负极内，所述淡化装置包括互不接触的第一
极板和第二极板，所述第一极板与所述负极电连接，所述第二极板与所述正极电连接，所述淡化装置被配置为在被所述发电装置供电时淡化盐水。
[0008]在本申请的一些实施例中，所述负极为无底空心柱体，所述正极为无底空心柱体，所述排液口位于所述负极和正极和隔离内胆的侧面底部。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述负极为有底空心柱体，所述正极为有底空心柱体，所述排液口位于所述负极和正极和隔离内胆的底部中心。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述正极和负极之间还设置有用于存放盐的腔体。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述隔离内胆的材料包括：聚合物材料、有机物、金属、非金属的无机物中的至少一种。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述装置还包括：设置于所述负极上的负极耳和设置于所述第一极板上的第一极耳，所述负极和所述第一极板通过所述负极耳和所述第一极耳电连接；设置于所述正极上的正极耳和设置于所述第二极板上的第二极耳，所述正极和所述第二极板通过所述正极耳和所述第二极耳电连接。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述负极耳和所述第一极耳通过电线电连接；所述正极耳和所述第二极耳通过电线电连接。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述装置还包括：开关控制器，设置于所述负极上，被配置为控制所述正极耳和所述第二极耳之间的电线连接或断开。
[0015]在本申请的一些实施例中，所述正极内表面和所述负极外表面设置有用于增加表面积的结构。
[0016]在本申请的一些实施例中，所述第一极板为半环形柱体，所述第二极板和所述第一极板的形状与尺寸完全相同，所述第一极板和所述第二极板相对设置。
[0017]在本申请的一些实施例中，所述第一极板为环形柱体，所述第二极板为环形柱体，所述第二极板位于所述第一极板内。
[0018]在本申请的一些实施例中，所述淡化装置低于所述负极上表面。
[0019]在本申请的一些实施例中，所述正极低于所述负极上表面。
[0020]在本申请的一些实施例中，所述负极的材料包括：镁、铝、锌中的至少一种；所述正极的材料包括：泡沫镍、镍网、碳纤维毡、不锈钢网中的任意一种，所述正极上还担载有氧化还原反应催化剂，所述氧化还原反应催化剂包括：过渡金属硫化物、过渡金属碳化物、过渡金属磷化物、过渡金属氢氧化物中的至少一种；所述隔膜的材料包括：聚乙烯膜、聚乙烯醇膜、聚丙烯膜、Nafion膜、亲水聚四氟乙烯膜中的任意一种。
[0021]在本申请的一些实施例中，所述第一极板的材料包括集流体和位于集流体表面的吸附材料，所述集流体的材料包括石墨片、镍网、不锈钢网、泡沫镍，所述吸附材料包括：活性炭、石墨烯、碳纳米管中的任意一种；所述第二极板的结构和材料与所述第一极板完全相同。
[0022]在本申请的一些实施例中，所述第一极板的材料包括第一集流体和位于第一集流体表面的第一材料，所述第一集流体的材料包括：Ti、Pb、Ni、Ag、不锈钢、石墨纸、碳纸中的至少一种，所述第一材料包括：活性炭、MoO3、Na
0.44
MnO2、NaTi2(PO4)3、NaV3(PO4)3、Na2VTi(PO4)3、Na3MnTi(PO4)3、聚酰亚胺、蒽醌结构聚合物、锰基普鲁士蓝、MOFs、MoS2的至少一种；所述第二极板的材料包括第二集流体和位于第二集流体表面的第二材料，所述第二集流体
的材料包括：Ni、Ti、Pb、Ag、不锈钢、石墨纸、碳纸中的至少一种，所述第二材料包括：活性炭、石墨、碳纳米管、氯氧化物、有机聚合物、夹层化合物、生物陶瓷材料、Mn3O4、Zn
0.2
Mn3O4、Ag、氧化钛中的至少一种。
[0023]本申请提供一种储能
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发电
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盐水淡化一体化装置，将能够发电的发电装置和能够除盐的淡化装置巧妙结合在一起，能够同时具有长时间持续发电、长时间储能和淡化盐水的功能，且装置携带方便，容易操作。
附图说明
[0024]以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能
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发电
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盐水淡化一体化装置，其特征在于，包括：发电装置，采用盐水作为电解液，所述发电装置包括：负极，所述负极为空心柱体，所述负极底部设置有排液口；正极，环绕所述负极外表面；隔膜，设置于所述正极和负极之间；隔离内胆，设置于所述负极内，完全覆盖所述负极内表面，所述隔离内胆为有底空心柱体，被配置为隔离所述负极内表面和盐水以及容纳盐水；淡化装置，设置于所述负极内，所述淡化装置包括互不接触的第一极板和第二极板，所述第一极板与所述负极电连接，所述第二极板与所述正极电连接，所述淡化装置被配置为在被所述发电装置供电时淡化盐水。2.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述负极为无底空心柱体，所述正极为无底空心柱体，所述排液口位于所述负极和正极和隔离内胆的侧面底部。3.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述负极为有底空心柱体，所述正极为有底空心柱体，所述排液口位于所述负极和正极和隔离内胆的底部中心。4.如权利要求3所述的一体化装置，其特征在于，所述正极和负极之间还设置有用于存放盐的腔体。5.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述隔离内胆的材料包括：聚合物材料、有机物、金属、非金属的无机物中的至少一种。6.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，还包括：设置于所述负极上的负极耳和设置于所述第一极板上的第一极耳，所述负极和所述第一极板通过所述负极耳和所述第一极耳电连接；设置于所述正极上的正极耳和设置于所述第二极板上的第二极耳，所述正极和所述第二极板通过所述正极耳和所述第二极耳电连接。7.如权利要求6所述的一体化装置，其特征在于，所述负极耳和所述第一极耳通过电线电连接；所述正极耳和所述第二极耳通过电线电连接。8.如权利要求7所述的一体化装置，其特征在于，还包括：开关控制器，设置于所述负极上，被配置为控制所述正极耳和所述第二极耳之间的电线连接或断开。9.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述正极内表面和所述负极外表面设置有用于增加表面积的结构。10.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述第一极板为半环形柱体，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁飞，王心怡，王宁，王新改，孔华志，昝文达，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：