基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置及调控方法制造方法及图纸

技术编号:41142585 阅读:16 留言:0更新日期:2024-04-30 18:12
公开了基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置及调控方法,当离子渗透能量转换装置本体处于工作状态时,调节永磁铁的磁场强度使磁纳米颗粒弥散分布,调节聚光器对离子渗透能量转换装置本体进行光热磁纳米颗粒的加热,以提高发电性能;当离子渗透能量转换装置本体处于非工作状态时,调节永磁铁的磁场强度使磁纳米颗粒分布于纳米选择膜和低浓度储液池的交界以阻止离子输运,调节聚光器使得纳米选择膜上的光强超过阈值以形成反向驱动力,进一步阻碍离子的扩散,协同解决离子渗透能量转换装置本体的自放电问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电,特别是一种基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置及调控方法


技术介绍

1、能源和环保问题随着工业化的进程日益显著,亟待寻找低碳环保、存储量大、可再生等新能源以缓解能源危机。海洋能中的渗透差能高达三十吉瓦,被誉为“蓝色能源”,具有巨大潜力以应用至发电领域。启发于电鳗生物的高低渗透差发电,离子渗透能量转换是利用高浓度电解质溶液和低浓度电解质溶液的渗透差驱动单一离子通过离子交换膜以形成电势差发电,可广泛应用在江河入海口、海岛、污水处理厂等地。

2、目前的离子渗透能量转换装置本体存在功率密度低,自放电现象严重等问题。对于功率密度低的问题,大多研究开展了试错性的实验以更换纳米选择膜材料以提高渗透电流和扩散电势,而无法从源头上调控离子渗透能量转换装置本体的发电性能。自放电的问题是离子渗透能量转换装置本体的固有问题。即使不存在外电路,渗透差也会驱动离子从高浓度侧向低浓度侧迁移而降低有效浓度比,从而影响发电性能。而几乎没有研究对该问题进行研究和解决。

3、光能具有普遍、无害、巨大等优势。此外,磁能的发展日新月异,其可以用于影本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置,其特征在于,其包括,

2.如权利要求1所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置,其特征在于,优选的,高浓度电解质溶液包括工业废盐水、氯化钠溶液、氯化钾溶液,低浓度电解质溶液包括海水、河水。

3.如权利要求1所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置,其特征在于,纳米选择膜包括碳纳米管或聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米通道,纳米选择膜具有光控效应的材料或涂层,从而使得纳米选择膜具有光照强度的光控效应阈值,在照射强度小于光控效应阈值时,纳米选择膜材料表面电位符号不变,在照射强度大于光控效应阈值时,纳米选择膜材料表面电...

【技术特征摘要】

1.一种基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置,其特征在于,其包括,

2.如权利要求1所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置,其特征在于,优选的,高浓度电解质溶液包括工业废盐水、氯化钠溶液、氯化钾溶液,低浓度电解质溶液包括海水、河水。

3.如权利要求1所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置,其特征在于,纳米选择膜包括碳纳米管或聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米通道,纳米选择膜具有光控效应的材料或涂层,从而使得纳米选择膜具有光照强度的光控效应阈值,在照射强度小于光控效应阈值时,纳米选择膜材料表面电位符号不变,在照射强度大于光控效应阈值时,纳米选择膜材料表面电位符号改变。

4.如权利要求1所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置,其特征在于,磁纳米颗粒包括四氧化三铁磁纳米颗粒、钴磁纳米颗粒或镍磁纳米颗粒。

5.如权利要求1所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置,其特征在于,永磁铁包括稀土永磁材料或铁氧体永磁材料,经由更换永磁铁的材料或者调整永磁铁与低浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员:屈治国朱黄祎
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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