一种激光-碱性燃料电池的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种激光-碱性燃料电池，包括阴极腔和位于阴极腔的右边阳极腔，阳极腔内的顶部设有阳极板，整个阳极腔内作用有使电子及质子分别飞向阳极板和电解质液面的磁场，阳极腔的右边设置加速氢气进入阳极腔的风扇、控制阀和储氢罐；阳极腔的内侧壁上设置激光反射装置，阳极腔相对的两侧壁上各设一个激光器，两个激光器发出激光的频率不同，第一激光器发出的激光使氢气分子的一个电子电离，第二激光器发出的激光使氢气分子的两个电子电离；激光在阳极腔内电离氢气，使电离后物质直接飞向强碱液面或电子收集装置，减少再次复合生成氢气的概率，可实现至少3种燃料电池输出功率输出，提高激光的利用率和氢气的电离率。
【专利说明】—种激光-碱性燃料电池
【技术领域】
[0001]本发明属于燃料电池【技术领域】，尤其涉及一种利用激光电离氢气的激光-碱性燃料电池。
【背景技术】
[0002]中国专利申请号为201310111622.7、名称为“一种输出电压可调的等离子碱性燃料电池及调节方法”，公开一种输出电压可调的等离子碱性燃料电池，利用等离子体发生器电离氢气，将等离子体喷入阳极腔中，作用在阳极腔中的磁场及电场使得氢等离子体中的电子和质子分别飞向阳极板与电解液面，从而使得阳极板和阴极之间产生了电势差，通过对可调压直流电源的输出电压进行调节，就能够对等离子碱性燃料电池的输出电压进行调整。但该专利申请存在着以下不足:等离子体发生器与阳极腔相互分离，两者距离较远，因此氢气等离子体由等离子体发生器向阳极腔运动的过程中容易再次复合生成氢气。
【发明内容】
[0003]针对现有输出电压可调的等离子碱性燃料电池存在由于阳极腔和等离子体发生器距离较大，导致氢气等离子体在输送过程中容易再次复合生成氢气的问题，本发明提供一种利用高频激光器在阳极腔内直接照射使氢气电离的激光-碱性燃料电池。
[0004]以中国专利申请号为201310111622.7、名称为“一种输出电压可调的等离子碱性燃料电池及调节方法”为基础，本发明所述的激光-碱性燃料电池采用的技术方案是:本发明包括阴极腔和位于阴极腔的右边阳极腔，阳极腔和阴极腔二者相互独立并通过U形管相连，阳极腔内的顶部设有阳极板，整个阳极腔内作用有使电子及质子分别飞向阳极板和电解质液面的磁场，阳极腔的右边设置加速氢气进入阳极腔的风扇、控制阀和储氢罐；阳极腔的内侧壁上设置激光反射装置，阳极腔相对的两侧壁上各设一个激光器，两个激光器发出激光的频率不同，第一激光器发出的激光使氢气分子的一个电子电离，第二激光器发出的激光使氢气分子的两个电子电离。
[0005]进一步地，两个激光器相互平行并且发出激光的相互不重合；两个激光器与激光反射装置之间形成入射角为2°至5° ;两个激光器可单独或同时工作。
[0006]本发明的有益效果是:
1、使用2只激光器电离氢气，且对向错开安装在阳极腔内，激光在阳极腔内电离氢气，使电离后物质直接飞向强碱液面或电子收集装置，减少了它们再次复合生成氢气的概率。合理设置2只激光器的入射角，让激光在阳极腔内多次反射经过氢气的流经路径。
[0007]2、可实现至少3种燃料电池输出功率输出。
[0008]3、可提高激光的利用率和氢气的电离率。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明的结构及原理图；图2是图1中A-A向视图。
[0010]图中:1-阴极；2_用电负荷开关；3-用电负荷；4_电压表；5_第二金属板；6_阳极腔；7_脱水装置；8_阳极板；9_激光反射装置；10_风扇；11_控制阀；12_储氢罐；13_可调压直流电源；14-第一金属板；15-U形管；16-1-激光器；16-2-激光器；17_阴极腔。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，本发明包括有阳极腔6和阴极腔17，阳极腔6位于阴极腔17的右边，二者相互独立并通过U形管15相连；阴极腔17中是电解液，在阴极腔17的电解液中浸泡阴极1 ;阳极腔6内的顶部安装阳极板8。用电负荷3与用电负荷开关2通过导线连接在阴极1和阳极板8之间；电压表4连接在用电负荷3的两端。整个阳极腔6内作用有使电子及质子分别飞向阳极板8和电解质液面的磁场；在阳极腔6外部的上方设有第二金属板
5,第一金属板14浸泡在阳极腔6内的电解液中。第一金属板14和第二金属板5分别与可调压直流电源13的负极和正极相连接，这样就在第一金属板14和第二金属板5之间产生了促进电子和质子分离的电场。阳极腔6的右边依次设置着加速氢气进入阳极腔6的风扇
10、控制阀11和储氢罐12 ;在氢气的回流管路上设置脱水装置7。
[0012]如图2所示，在阳极腔6内侧壁上设置激光反射装置9，并使激光反射装置9位于阳极腔6内的电解液液面上方。如图1所示，阳极腔6内的电解液约占用阳极腔6总容积三分之一，电解液液面上方的空间是氢气的流通路径。如图2所示，在阳极腔6内的氢气流通路径的四个内侧壁上设置激光反射装置9。
[0013]在阳极腔6相对的两侧壁上各安装一个激光器，分别是激光器16-1和激光器16-2，两个激光器16-1、16-2相互平行，并且要求两激光器16_1、16_2发出激光的不重合，彼此不位于对方的反射路线上。两个激光器16-1、16-2与阳极腔6的左右侧壁之间的夹角呈2°至5°的角度，也就是激光器16-1、16-2与激光反射装置9之间形成的入射角为2°至5°，入射角较小，可以增加氢气经过激光光线次数。
[0014]两个激光器可以浸在电解液中，激光器16-1和激光器16-2发出激光的频率不同，激光器16-1发出的激光实现使氢气分子的一个电子电离，激光器16-2发出的激光实现使氢气分子的两个电子电离；激光器16-1和激光器16-2可单独或同时工作。激光器16-1和激光器16-2发出的激光在阳极腔6内直接照射使氢气电离，从而减少了氢气电离后产生的氢等离子体再次复合生成氢气的概率。
[0015]激光器16-1和激光器16-2的输出口部与阳极板8相平行放置，使激光器16_1和激光器16-2发射激光，让激光在阳极腔6内多次反射经过氢气的流通路径，氢气由右端流到左端，激光的入射角越小，激光反射的次数越多，氢气流过时经过的激光路线次数越多，那么电离的次数越多。电离的次数越多，电离的效率也就越高，从而增加激光激发氢气电离的效率和提高激光的利用率。
[0016]由于激光器16-1发出的激光实现使氢气分子的一个电子电离，激光器16-2发出的激光实现使氢气分子的两个电子电离，因而两只激光器组合在一起可以获得以下三种不同的工作状态:(1)激光器16-1和激光器16-2同时工作；(2)激光器16-1工作，激光器16-2不工作；(3)激光器16-1不工作，激光器16-2工作。在以上三种不同的工作状态下，氢气不可能完全被电离，仍有很大一部分氢气经过回流管路返回阳极腔6的入口，因此在所有工况下氢气的供给量是相同的，但参与电离的激光照射状态是不同的，因而单位时间内激光在阳极腔6电离氢气产生的电子数目是不同的，那么在三种不同的工作状态下堆积在阳极板8上的电子数目是不同的，所以在阳极板8和阴极1之间产生电势差也是不同的，这样在三种工况下燃料电池便产生了不同的输出功率。
【权利要求】
1.一种激光-碱性燃料电池，包括阴极腔(17)和位于阴极腔(17)的右边阳极腔(6)，阳极腔(6)和阴极腔(17) 二者相互独立并通过U形管相连，阳极腔(6)内的顶部设有阳极板(8)，整个阳极腔(6)内作用有使电子及质子分别飞向阳极板(8)和电解质液面的磁场，阳极腔(6)的右边设置加速氢气进入阳极腔(6)的风扇、控制阀和储氢罐；其特征是:阳极腔(6)的内侧壁上设置激光反射装置(9)，阳极腔(6)相对的两侧壁上各设一个激光器，两个激光器发出激光的频率不同，第一激光器发出的激光使氢气分子的一个电子电离，第二激光器发出的激光使氢气分子的两个电子电离。
2.根据权利要求1所述的一种激光-碱性燃料电池，其特征是:两个激光器相互平行并且发出激光的相互不重合。
3.根据权利要求2所述的一种激光-碱性燃料电池，其特征是:两个激光器与激光反射装置(9)之间形成入射角为2°至5°。
4.根据权利要求1所述的一种激光-碱性燃料电池，其特征是:两个激光器可单独或同时工作。
5.根据权利要求1所述的一种激光-碱性燃料电池，其特征是:激光反射装置(9)位于阳极腔(6)内的电解液液面上方。
6.根据权利要求1所述的一种激光-碱性燃料电池，其特征是:两个激光器的输出口部与阳极板(8)相平行。
【文档编号】H01M8/06GK103647095SQ201310582216
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】陈士安, 祖广浩, 游专, 王骏骋, 姚明, 彭佳鑫, 张晓娜, 武晓晖 申请人:江苏大学