本發(fā)明屬于超聲、流體驅(qū)動和電池相互交叉的，涉及了一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置；具體的是，一種利用超聲液相催化電極提升生物質(zhì)金屬-燃料電池放電性能的方法。

背景技術(shù)：

1、生物質(zhì)金屬-燃料電池是一種新型的電池技術(shù)，其利用生物質(zhì)作為電解液，包括淀粉、葡萄糖、乳酸鹽、生理鹽水、尿酸、尿素和抗壞血酸等，更重要的是，這些生物燃料在體液、眼淚、汗液和料液中是不斷存在的；利用微生物、酶或者貴金屬(例如pt等)作為陰極電極催化劑。與傳統(tǒng)的金屬-燃料電池相比，生物質(zhì)金屬-燃料電池更具有可持續(xù)性、無碳排放和綠色環(huán)保等優(yōu)勢。因此，生物質(zhì)金屬-燃料電池有望成為便攜式、可穿戴、生物傳感器和植入式微電子設(shè)備的電源。

2、盡管生物質(zhì)金屬-燃料電池的發(fā)展前景很好，但目前還存在著諸多問題亟需解決。例如利用生物質(zhì)作為電解液時，電池的放電性能差(輸出功率低)；需要特定的生物蛋白酶作為電催化劑，以提高陰極電極的氧化還原速率；基于金屬-燃料電池的自供電生物傳感器，其輸出響應(yīng)電壓較低、耐久性和穩(wěn)定性較差。因此，生物質(zhì)金屬-燃料電池存在其放電性能差和陰極電極氧化還原反應(yīng)速率差等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明目的是提出了一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，達(dá)到提升生物質(zhì)金屬-燃料電池的輸出功率的效果。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明所述的一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，包括基臺，在所述基臺中開設(shè)有反應(yīng)腔。

3、進一步的，在所述反應(yīng)腔的內(nèi)部非對稱性的分別安置有兩個“l(fā)”型電極；

4、兩個所述“l(fā)”型電極朝向不一致的分別安置在基臺上。

5、進一步的，在所述電極兩側(cè)的反應(yīng)腔的外壁均開設(shè)有圓形凹槽，

6、在所述圓形凹槽中安置有壓電片。

7、進一步的，所述壓電片通過環(huán)氧樹脂粘接在反應(yīng)腔的側(cè)邊位置或粘接在反應(yīng)腔中心位置的底部。

8、進一步的，在所述壓電片的兩端均連接有導(dǎo)線，

9、所述壓電片的兩端通過導(dǎo)線連接有壓電片驅(qū)動電路。

10、進一步的，兩個所述“l(fā)”型電極為鋁電極/鉑電極。

11、進一步的，所述電極中鋁電極材料為雙面導(dǎo)電鋁板，其厚度在0.6mm-1mm之間；

12、鉑電極為0.06mm-0.2mm厚的鉑金片，陽極和陰極之間錯位放置。

13、進一步的，所述壓電片的共振頻率范圍為20khz-200khz,工作頻率f為103.92khz-104.89khz。

14、進一步的，所述反應(yīng)腔的內(nèi)徑尺寸和高度需大于壓電片的直徑20mm，且小于35mm，其由亞克力材料制備而成。

15、進一步的，在兩個所述“l(fā)”型電極上均開設(shè)有圓孔。

16、本發(fā)明的有益效果是：1、具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、能耗小、無運動部件、適用性強和穩(wěn)定性好等優(yōu)點；2、改善了生物質(zhì)金屬-燃料電池放電性能差的問題，；3、沒有改變其可持續(xù)性、無碳排放和綠色環(huán)保等優(yōu)勢。

技術(shù)特征：

1.一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，其特征在于，包括基臺(1)，在所述基臺(1)中開設(shè)有反應(yīng)腔(3)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，其特征在于，在所述反應(yīng)腔(3)的內(nèi)部非對稱性的分別安置有兩個“l(fā)”型電極(2)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，其特征在于，在所述電極(2)兩側(cè)的反應(yīng)腔(3)的外壁均開設(shè)有圓形凹槽，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，其特征在于，所述壓電片(4)通過環(huán)氧樹脂粘接在反應(yīng)腔(3)的側(cè)邊位置或粘接在反應(yīng)腔(3)中心位置的底部。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，其特征在于，在所述壓電片(4)的兩端均連接有導(dǎo)線，

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，其特征在于，兩個所述“l(fā)”型電極(2)為鋁電極/鉑電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，其特征在于，所述電極(2)中鋁電極材料為雙面導(dǎo)電鋁板，其厚度在0.6mm-1mm之間；

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，其特征在于，所述壓電片(4)的共振頻率范圍為20khz-200khz,工作頻率f為103.92khz-104.89khz。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔(3)的內(nèi)徑尺寸和高度大于壓電片(4)的直徑20mm且小于35mm，其由亞克力材料制備而成。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬-燃料電池裝置，其特征在于，在兩個所述“l(fā)”型電極(2)上均開設(shè)有圓孔。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種超聲輔助型生物質(zhì)金屬?燃料電池裝置；屬于超聲、流體驅(qū)動和電池相互交叉的技術(shù)領(lǐng)域，包括基臺、電極、反應(yīng)腔、壓電片、壓電片驅(qū)動電路；本裝置利用超聲在生物電解液中產(chǎn)生的聲壓場和聲流場弱化電極的極化電阻和電池的濃差極化效應(yīng)，進而提升了生物質(zhì)金屬?燃料電池的放電性能；該裝置改善了生物質(zhì)作為電解液時，電池的放電性能差(輸出功率低)的問題；沒有改變其可持續(xù)性、無碳排放和綠色環(huán)保等優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：黃慧宇,李琛,嚴(yán)成武,湯強,楊權(quán)權(quán),李博洋,羅研,王業(yè)輝,瞿生玲
受保護的技術(shù)使用者：淮陰工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6