一种燃料生伏特电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种燃料生伏特电池。
【背景技术】
[0002] 电化学电池(Battery)作为一种能量来源，是利用化学能与电能之间的相互转换， 可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结 构简单，携带方便，充放电操作简便易行，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发 挥有很大作用。太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体器件，它只要被光照 到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏 (Photovoltaic)，简称光伏。
[0003] 太阳能电池的工作原理是基于光生伏特效应（简称"光伏效应"，英文名称： Photovoltaic effect)。光伏效应是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部 位之间产生电位差的现象，太阳能电池通过该效应将光能转化为电能。由于光照是光生伏 特效应的必需元素，因此，天气因素对太阳能电池的性能影响较大，在阴天或者雨天、夜晚 等光线较弱或者没有光线的环境下，太阳能电池将无法发挥其发电及供电作用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种燃料生伏特电池，结合电化学电 池(Battery)和太阳能光伏电池的工作原理，利用燃料在不均匀半导体或半导体与金属界 面产生电位差的现象，从而实现将燃料中的化学能转化为电能，同时较少受到天气、环境等 因素的影响，具有发电稳定、静音、能效高等优点，所需燃料的来源广泛，成本低。
[0005] 本发明通过以下技术方案实现该目的：
[0006] -种燃料生伏特电池，包括相邻设置的离子导体、电子导体，所述离子导体与电子 导体之间具有用于电池燃料穿过的燃料通道，还包括分别与离子导体、电子导体连接的正 电极、负电极，所述正电极设置在离子导体背离燃料通道一侧，所述负电极设置在电子导体 背离燃料通道一侧，所述正电极、负电极通过外电路连接。
[0007] 其中，所述燃料通道的宽度为0~10cm〇
[0008] 进一步的，所述正电极一侧设置有氧化剂进入通道和生成物排出通道。
[0009] 其中，所述外电路包括导线和负载，所述负载的两极分别通过导线与正电极、负电 极连接。
[0010] 作为优选的，所述离子导体为P-型半导体，所述电子导体为η-型半导体。
[0011] 作为进一步优选的，所述Ρ-型半导体与η-型半导体之间的距离为1~200μπι。
[0012] 作为优选的，所述电池燃料为甲醇、氢气、乙醇、其它碳氢化合物或金属燃料。
[0013] 相对于现有技术，本发明的有益效果为:本发明的燃料生伏特电池，包括相邻设置 的离子导体、电子导体，所述离子导体与电子导体之间具有用于电池燃料穿过的燃料通道， 还包括分别与离子导体、电子导体连接的正电极、负电极，所述正电极设置在离子导体背离 燃料通道一侧，所述负电极设置在电子导体背离燃料通道一侧，所述正电极、负电极通过外 电路连接，本发明利用电池燃料在离子导体与电子导体作用下发生化学反应，并产生电位 差的现象，从而实现将电池燃料中的化学能转化为电能，同时较少受天气、环境等因素的影 响，具有发电稳定、静音、能效高等优点，所需电池燃料的来源广泛，成本低。
【附图说明】
[0014] 图1为实施例1的燃料生伏特电池的结构示意图。
[0015] 图2为实施例2的燃料生伏特电池的结构示意图。
[0016]图3为实施例3的电压、电流测试曲线图。
[0017]图4为实施例4的电压、电流测试曲线图。
[0018]图中：1-离子导体，2-电子导体，3-燃料通道，4-正电极，5-负电极，6-导线，7-负 载，8-p-型半导体，9-n-型半导体。
【具体实施方式】
[0019] 以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
[0020] 实施例1。
[0021] 如图1所示，本实施例的燃料生伏特电池，包括相邻设置的离子导体1、电子导体2， 所述离子导体1与电子导体2之间具有用于电池燃料穿过的燃料通道3,还包括分别与离子 导体1、电子导体2连接的正电极4、负电极5,所述正电极4设置在离子导体1背离燃料通道3 一侧，所述负电极5设置在电子导体2背离燃料通道3-侧，所述正电极4、负电极5通过外电 路连接，本发明利用电池燃料在离子导体1与电子导体2作用下发生化学反应，并产生电位 差的现象，从而实现将电池燃料中的化学能转化为电能，同时较少受天气、环境等因素的影 响，具有发电稳定、静音、能效高等优点，所需电池燃料的来源广泛，成本低。
[0022] 其中，所述燃料通道3的宽度为0~10cm，可根据离子导体1、电子导体2及电池燃料 的种类根据实际进行调整，不作为对本发明的技术方案的限制。
[0023] 进一步的，所述正电极4一侧设置有氧化剂进入通道和生成物排出通道。所述氧化 剂通常为空气中的氧气，生成物通常为水。
[0024] 其中，所述外电路包括导线6和负载7,所述负载7的两极分别通过导线6与正电极 4、负电极5连接。
[0025] 本实施例的燃料生伏特电池的工作原理如下：
[0026] 电池燃料被注入离子导体1与电子导体2之间的燃料通道3,在低电子能量区（离子 导体1)和高电子能量区（电子导体2)的作用下，发生化学反应现象，被电离并释放出正离子 和电子，释放的电子通过高电子能量区向负电极5-侧移动，并通过外电路到达正电极4处； 释放的正离子通过低电子能量区向正电极4 一侧移动，到达正电极4处并与那里的电子和氧 化剂(从外界进入，例如氧气)反应，生成物在此排出，在此过程中，持续供给的电池燃料的 化学能不断被转化成电能。
[0027] 实施例2。
[0028]如图2所示，本实施例的离子导体为p-型半导体8,所述电子导体为η-型半导体9， 所述Ρ-型半导体8与η-型半导体9之间的距离为1~200μπι，所述电池燃料为甲醇、乙醇或氢 气，在传统的pn结的基础上，注入的电池燃料在p-型半导体8(低电子能量区）和η-型半导体 9(高电子能量区）之间发生化学反应并释放出正离子和电子，将电池燃料的化学能转化为 电能。
[0029] 本实施例的燃料生伏特电池的工作原理如下：
[0030] 在两块Ρ-型半导体8和η-型半导体9之间（间距1-200μπι)注入液体甲醇，甲醇被电 离，发生如下化学反应：
[0031 ] CH3OH+H2〇-6H++C〇2+6e-
[0032] 其中，电子通过η-型半导体9向负电极5-侧移动，并通过外电路到达正电极4;氢 离子通过Ρ-型半导体8向正电极4 一侧移动，到达正极处，并与那里的电子和氧气(氧化剂） 反应生成水排出。
[0033] 本实施例的其它技术特征同实施例1，在此不再进行赘述。
[0034] 实施例3、氮化镓发光二极管发电试验
[0035] 在一个GaN LED(氮化镓发光二极管）的pn-结处滴上甲醇，在不照光的情况下，测 得电压、电流测试数据如表1所示，绘制电流-电压测试曲线如图3所示，从以上数据可明显 检测到燃料生伏特效应，甲醇的化学能被转化成电能。
[0036]表1电压、电流测试数据 Γηη27?
[0038] ~实施例4、双节m-v族太阳能电池发电试验1 '
[0039] 在一个双节III-V族太阳能电池的pn-结处滴上甲醇，在不照光的情况下，测得电 压、电流测试数据如表2所示，绘制电流-电压测试曲线如图4所示，从以上数据可明显检测 到燃料生伏特效应，甲醇的化学能被转化成电能。
[0040] 表2电压、电流测试数据
[0041]
[0042]
[0043] 以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种燃料生伏特电池，其特征在于，包括相邻设置的离子导体、电子导体，所述离子 导体与电子导体之间具有用于电池燃料穿过的燃料通道，还包括分别与离子导体、电子导 体连接的正电极、负电极，所述正电极设置在离子导体背离燃料通道一侧，所述负电极设置 在电子导体背离燃料通道一侧，所述正电极、负电极通过外电路连接。2. 根据权利要求1所述的燃料生伏特电池，其特征在于，所述燃料通道的宽度为0~ 10cm〇3. 根据权利要求1所述的燃料生伏特电池，其特征在于，所述正电极一侧设置有氧化剂 进入通道和生成物排出通道。4. 根据权利要求1所述的燃料生伏特电池，其特征在于，所述外电路包括导线和负载， 所述负载的两极分别通过导线与正电极、负电极连接。5. 根据权利要求1-4任意一项所述的燃料生伏特电池，其特征在于，所述离子导体为p-型半导体，所述电子导体为η-型半导体。6. 根据权利要求5所述的燃料生伏特电池，其特征在于，所述ρ-型半导体与η-型半导体 之间的距离为1~200μηι。7. 根据权利要求5所述的燃料生伏特电池，其特征在于，所述电池燃料为碳氢化合物、 可燃气体或金属燃料。8. 根据权利要求7所述的燃料生伏特电池，其特征在于，所述碳氢化合物为甲醇或乙 醇。
【专利摘要】本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种燃料生伏特电池，包括相邻设置的离子导体、电子导体，所述离子导体与电子导体之间具有用于电池燃料穿过的燃料通道，还包括分别与离子导体、电子导体连接的正电极、负电极，所述正电极设置在离子导体背离燃料通道一侧，所述负电极设置在电子导体背离燃料通道一侧，所述正电极、负电极通过外电路连接，本发明利用电池燃料在离子导体与电子导体作用下发生化学反应，并产生电位差的现象，从而实现将电池燃料中的化学能转化为电能，同时较少受天气、环境等因素的影响，具有发电稳定、静音、能效高等优点，所需电池燃料的来源广泛，成本低。
【IPC分类】H01M8/00
【公开号】CN105514458
【申请号】CN201610055971
【发明人】刘富德, 郑大伟
【申请人】广州道动新能源有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月27日