—一低溫電極4的結(jié)構(gòu)方式，雖然也能產(chǎn)生溫差電勢(shì)，形成溫差電流，但在這樣的結(jié)構(gòu)環(huán)境下所產(chǎn)生的熱電轉(zhuǎn)換效率實(shí)際是非常低的。這是因?yàn)?，若兩冷熱電極相隔間距過小，那么兩端熱傳導(dǎo)過快，導(dǎo)致兩電極間的溫差減少，熱量流失，就不能形成有效電勢(shì)溫差，從而達(dá)不到熱電轉(zhuǎn)換效果。若兩冷熱電極相隔間距過大，就會(huì)導(dǎo)致溫差電池內(nèi)阻過大，不能形成有效輸出電流，從而達(dá)不到實(shí)用效果。如間距適中，那么不僅熱傳導(dǎo)快，而且電池內(nèi)阻也不會(huì)太小，其熱電轉(zhuǎn)換效率無(wú)法提高到實(shí)用效果。
[0040]因此在實(shí)際運(yùn)用過程中是不能簡(jiǎn)單的米用尚溫電極I電解質(zhì)2 低溫電極4的結(jié)構(gòu)方式的，而必須采取一種既不能讓冷熱兩電極在它們中間的熱傳導(dǎo)過快，而導(dǎo)致溫差電極的兩端溫度接近平衡，同時(shí)還要保證電池內(nèi)阻不因電極間距過大而增加。本發(fā)明在高溫電極I和低溫電極4之間再引入一個(gè)導(dǎo)引電極3，通過導(dǎo)引電極3來(lái)克服冷熱兩端電極間因熱傳導(dǎo)問題和電池內(nèi)阻問題而產(chǎn)生的矛盾。
[0041]本發(fā)明電解質(zhì)溫差電池采用具有離子導(dǎo)電特性的水基電解質(zhì)2，置于如圖2所示的具有相同化學(xué)性質(zhì)的高溫電極1、導(dǎo)引電極3和低溫電極4之間。在同一電解質(zhì)體系中的電解質(zhì)2互不阻隔，高溫電極I與低溫電極4之間相距15-50mm左右，并可根據(jù)需要還可以適當(dāng)調(diào)整間距大小。這種間距主要是為了保證高溫電極I與低溫電極4的熱量傳導(dǎo)起到一定的阻隔作用，使兩電極之間保證能形成有效溫差。導(dǎo)引電極3在高溫電極I和低溫電極4之間，并且盡量接近低溫電極4，使導(dǎo)引電極3與低溫電極4之間在電解質(zhì)2溶液中保持最小間距，目的是為了保證溫差電池的容量最大、內(nèi)阻最小。導(dǎo)引電極3與高溫電極I電連接，目的是把高溫電極I所產(chǎn)生的溫差電子引入到與低溫電極4的最小間距范圍內(nèi)形成電容電勢(shì)。
[0042]電解質(zhì)溫差電池在工作發(fā)電狀態(tài)時(shí)，將60°C_95°C的“高溫”熱能傳導(dǎo)給高溫電極I，同時(shí)與處在室溫下(約1 °C -35 °C )的低溫電極4之間產(chǎn)生一定的溫差電勢(shì)，其電勢(shì)差(電流)同時(shí)傳導(dǎo)給引導(dǎo)電極和低溫電極4之間形成相同的電勢(shì)差，通過外電路端口 A、B把電能輸出，同時(shí)低溫電極4還要把高溫電極I所傳導(dǎo)過來(lái)的熱量自然散失到空間中去，使高溫電極I和低溫電極4之間保持一個(gè)相對(duì)持續(xù)穩(wěn)定的溫差環(huán)境。
[0043]在圖2所示的電路結(jié)構(gòu)示意圖中，高溫電極1、導(dǎo)引電極3和低溫電極4都是平行排列的，稱為平面結(jié)構(gòu)型。為了進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)也要適應(yīng)不同熱源發(fā)電功能的需要，可以進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)，把整個(gè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為立式夾心結(jié)構(gòu)，如圖3-圖5所示。
[0044]圖3為電解質(zhì)溫差電池單體立式夾芯結(jié)構(gòu)的電路圖，其工作原理及其各部分功能和圖2基本一樣，只是形式結(jié)構(gòu)略有改變。
[0045]圖4、圖5為電解質(zhì)溫差電池立式夾芯結(jié)構(gòu)單體的結(jié)構(gòu)示意圖。導(dǎo)引電極3、高溫電極1、低溫電極4和電解質(zhì)2位于密封外殼5內(nèi)。高溫電極I位于密封外殼5腔體一端，導(dǎo)引電極3與低溫電極4在密封外殼5腔體另一端，導(dǎo)引電極3和高溫電極I之間用導(dǎo)線等方式實(shí)現(xiàn)電連接，導(dǎo)引電極3的左右兩側(cè)都與低溫電極4相對(duì)，在一個(gè)適當(dāng)狹窄密封外殼5內(nèi)，既要保證減小高溫電極I與低溫電極4間的無(wú)效熱傳導(dǎo)，同時(shí)還要有足夠容量的導(dǎo)電電解質(zhì)，使得導(dǎo)引電極3與高溫電極I之間的循環(huán)電流盡量暢通。導(dǎo)引電極3、高溫電極I和低溫電極4也可以設(shè)置多層，導(dǎo)引電極3和低溫電極4平行間隔交錯(cuò)設(shè)置，圖6、圖7所示。
[0046]圖8是太陽(yáng)能式電解質(zhì)溫差電池立式夾芯結(jié)構(gòu)單體的結(jié)構(gòu)示意圖，密封外殼5的頂部設(shè)有密封玻璃6。太陽(yáng)光透過密封玻璃6對(duì)高溫電極I和電解質(zhì)2進(jìn)行加熱，提高高溫電極I所處的高溫端的溫度。
[0047]高溫電極I與低溫電極4成上下相互豎直包圍平行，形成扁平的包圍空腔，空腔里面充滿電解質(zhì)2，同時(shí)導(dǎo)引電極3夾在低溫電極4中間，當(dāng)高溫電極I與低溫電極4形成溫差時(shí)，高溫電極I與低溫電極4間形成溫差電勢(shì)，導(dǎo)引電極3與高溫電極I相連，電勢(shì)差通過導(dǎo)引電極3與低溫電極4導(dǎo)出，從而實(shí)現(xiàn)溫差熱能轉(zhuǎn)換為電能。這個(gè)方案的優(yōu)勢(shì)在于，加熱和散熱面積大，而中間電解質(zhì)2隔熱層呈扁平狀，上下隔熱效果好，可有效提升熱能轉(zhuǎn)換效率。
[0048]由于電解質(zhì)溫差電池單體所產(chǎn)生的電勢(shì)差在10—1V的數(shù)量級(jí)，單體電池還不能適用于人們?nèi)粘Ｓ秒娖骶叩碾妱?shì)用電標(biāo)準(zhǔn)，因此要達(dá)想達(dá)到實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)，還必須使多個(gè)單體電池形成一定的串并聯(lián)組合，才可形成實(shí)用的用電電源。
[0049]圖9是電池單體組合示意圖。把電解質(zhì)溫差電池單體，按照功能需求制作成一個(gè)集合整體，一面(高溫電極I)密封在高溫加熱區(qū)，使其不斷吸收熱量，而另一面(低溫電極4)保持在自然通風(fēng)環(huán)境自然散熱，構(gòu)成一個(gè)較為固定的溫差環(huán)境，使其在這一環(huán)境下行使溫差發(fā)電功能。只要形成了一定規(guī)模數(shù)量的電解質(zhì)溫差電池組，單片之間按圖10的電路方式連接起來(lái)，在水的沸點(diǎn)溫度(100 °C )以下，并且在高溫電極I和低溫電極4之間維持30—50 0C的溫差環(huán)境，就可足以維持溫差電池的實(shí)用發(fā)電功能。
[0050]本發(fā)明具有導(dǎo)引電極的電解質(zhì)溫差電池有水浴型和太陽(yáng)能輻射型兩種發(fā)電方式，相應(yīng)的高溫端加熱的方式為熱水加熱和太陽(yáng)能輻射加熱。
[0051]圖11反映的是電解質(zhì)溫差電池單片在一定規(guī)模的結(jié)構(gòu)組合的情況下，電池片組合體一端進(jìn)行60°C——95°C水浴加熱(注:電解質(zhì)溫差電池片和加熱水浴在相互密封隔離的環(huán)境中)，而另一端在自然溫度環(huán)境中自然冷卻，從而產(chǎn)生溫差電勢(shì)。熱水可以使清潔燃料熱水、太陽(yáng)能熱水、地?zé)?溫泉)熱水或其它廢熱熱水。
[0052]圖12反映的是電解質(zhì)溫差電池單片通過一定規(guī)模的結(jié)構(gòu)組合，形成以直接接受太陽(yáng)光輻射為特征的電池組系統(tǒng)，電池片組合體一端直接在陽(yáng)光的輻射下加熱提升溫度，電池片組合體另一端在太陽(yáng)背光面的自然環(huán)境下自然散熱冷卻，使溫差電池組合體形成溫差，從而產(chǎn)生溫差電勢(shì)。
[0053]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有導(dǎo)引電極的電解質(zhì)溫差電池，包括電解質(zhì)、高溫電極和低溫電極，其特征在于，還包括導(dǎo)引電極，所述導(dǎo)引電極與高溫電極電連接，所述高溫電極位于高溫端，所述導(dǎo)引電極和低溫電極位于低溫端，所述導(dǎo)引電極和低溫電機(jī)相鄰相對(duì)設(shè)置，所述導(dǎo)引電極、高溫電極和低溫電極位于電解質(zhì)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有導(dǎo)引電極的電解質(zhì)溫差電池，其特征在于，所述導(dǎo)引電極、高溫電極和低溫電極為碳素電極。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有導(dǎo)引電極的電解質(zhì)溫差電池，其特征在于，所述導(dǎo)引電極和低溫電極平行間隔交錯(cuò)設(shè)置，設(shè)置單層或多層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有導(dǎo)引電極的電解質(zhì)溫差電池，其特征在于，所述導(dǎo)引電極、高溫電極、低溫電極和電解質(zhì)位于密封外殼內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有導(dǎo)引電極的電解質(zhì)溫差電池，其特征在于，高溫端加熱的方式為熱水加熱、熱空氣加熱或太陽(yáng)能輻射加熱。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有導(dǎo)引電極的電解質(zhì)溫差電池，其特征在于，所述高溫電極所處的高溫端溫度不高于100攝氏度。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有導(dǎo)引電極的電解質(zhì)溫差電池，包括電解質(zhì)、高溫電極、低溫電極和導(dǎo)引電極，導(dǎo)引電極與高溫電極電連接，高溫電極位于高溫端，導(dǎo)引電極和低溫電極位于低溫端，導(dǎo)引電極和低溫電機(jī)相鄰相對(duì)設(shè)置，導(dǎo)引電極、高溫電極和低溫電極位于電解質(zhì)中。本發(fā)明在高溫電極和低溫電極之間再引入一個(gè)導(dǎo)引電極，通過導(dǎo)引電極來(lái)克服冷熱兩端電極間因熱傳導(dǎo)問題和電池內(nèi)阻問題而產(chǎn)生的矛盾。本發(fā)明成本低廉，電極所使用的原材料，來(lái)源豐富、成本低廉，核心設(shè)備產(chǎn)品制造工藝簡(jiǎn)單，而且在生產(chǎn)過程中絕對(duì)沒有對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的副產(chǎn)物產(chǎn)生。本發(fā)明可廣泛使用自然界中各種不同形式的溫差熱能，可將大自然各種形式的溫差熱能有效地轉(zhuǎn)換為電力能源。
【IPC分類】H01L35/32, H01L35/02
【公開號(hào)】CN105633265
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610139296
【發(fā)明人】邱德祥
【申請(qǐng)人】武漢黃特科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日