【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，其可以用于影响磁纳米颗粒的分布。光能和磁能的优势启发我们将光磁能和离子渗透能量转换装置本体结合起来以提高离子渗透能量转换装置本体的功率密度并解决自放电的问题。
4、在
技术介绍
部分中公开的所述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、针对所述现有技术存在的
2、基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置包括，
3、离子渗透能量转换装置本体，其包括，
4、高浓度储液池，其储存高浓度电解质溶液，
5、低浓度储液池，其储存低浓度电解质溶液和磁纳米颗粒，
6、纳米选择膜，其选择性连通高浓度储液池与低浓度储液池，所述纳米选择膜具有选择性以吸引单一极性离子而排斥另一种极性的离子，
7、一对电极，其分别插入高浓度储液池与低浓度储液池以收集渗透能转换的电能并输出至外电路；
8、储热材料，其包覆于离子渗透能量转换装置本体四周；
9、永磁铁，其朝向所述低浓度储液池提供磁场以调控所述磁纳米颗粒的分布；
10、聚光器，其朝向离子渗透能量转换装置本体以将光能聚集到纳米选择膜上。
11、所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置中，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。
12、所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置中，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。
13、所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置中，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，磁纳米颗粒的直径大小为10～50纳米。
14、所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置中，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储液池的距离以改变磁场强度。
15、所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置中，当永磁铁的磁场强度小于预定磁场强度时，磁纳米颗粒呈弥散状分布以配合光热效应对离子渗透能量转换装置本体进行加热，当永磁铁的磁场强度大于预定磁场强度时，磁纳米颗粒铺展于纳米选择膜与低浓度储液池的交界以切断离子输运。
16、所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置中，磁纳米颗粒表面带有与纳米选择膜表面的同一极性。
17、所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置中，聚光器开启以提供高于纳米选择膜材料的光控效应阈值的光强，使得纳米通道内产生反向驱动力以削弱离子迁移。
18、所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置中，储热材料包括相变储热材料、化学储热材料和复合储热材料。
19、一种基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置的调控方法包括如下步骤：
20、步骤s1：当离子渗透能量转换装置本体处于工作状态时，更换永磁铁的材料或者调整永磁铁与低浓度储液池的距离以改变磁场强度，使得永磁铁的磁场强度小于预定磁场强度，使磁纳米颗粒弥散分布于低浓度储液池内，调节聚光器的聚光角度使得纳米选择膜上的光强不超过光控效应阈值，从而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；
21、步骤s2：当离子渗透能量转换装置本体处于非工作状态时，更换永磁铁的材料或者调整永磁铁与低浓度储液池的距离以改变磁场强度，使得永磁铁的磁场强度大于预定磁场强度，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，调节聚光器的聚光角度使得纳米选择膜上的光强超过光控效应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。
22、与现有技术相比，本专利技术带来的有益效果为：
23、本专利技术的离子渗透能量转换装置本体能够利用光能和磁能对装置的工作和非工作状态进行调控以提高能量利用效率；在工作状态下，通过光热磁纳米颗粒并结合磁纳米颗粒表面选择性，提高离子渗透能量转换装置本体的温度以强化发电；在非工作状态下，通过磁能调控磁纳米颗粒分布于纳米选择膜通道口以切断离子输运，并结合光能调控纳米选择膜产生反向驱动力，协同作用下实现离子渗透能量转换装置本体的门控效应，解决自放电的问题。本专利技术对离子渗透能量转换装置本体进行了有效调控，以提高发电性能，延长使用寿命，具有显著的社会效益和经济效益，可广泛应用于离子渗透能量转换的发电
24、所述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的所述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。
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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储液池的距离以改变磁场强度。
6.如权利要求1所述
7.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，磁纳米颗粒表面带有与纳米选择膜表面的同一极性。
8.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，聚光器开启以提供高于纳米选择膜材料光控效应阈值的光强，使得纳米通道内产生反向驱动力以削弱离子迁移。
9.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，储热材料包括相变储热材料、化学储热材料和复合储热材料。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的基于光能和磁能调控的离子渗透能量转换装置的调控方法，其特征在于，其包括如下步骤：
...【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...
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