专利名称：新概念光热电池的制作方法
技术领域：
本发明属于新能源技术领域，涉及
热能直接转换为电能的新概念光热电池。
种绿色环保电池，特别是涉及一种将光能或
背景技术：
随着社会和经济的发展，人类对能源的需求越来越大，能源短缺和能源危机以及 由常规能源所带来的环境污染和全球变暖问题已越来越严重。随着电动汽车、笔记本电脑、 数码相机、手机、掌上电脑以及其新兴的无线设备的快速发展，全球对电池的需求不断上 升。目前太阳能电池虽然存在环保无污染无机械振动、且只要有太阳就能够发电的优点， 但是存在着阴雨天或者夜晚发不了电的缺点；而铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、空气电池、 锂电池等充电电池虽然有着许多优点，但也存在着电池使用寿命短、充电时间长、充电一次 后电能使用时间过短等缺点；燃料电池效率高、机动灵活、燃料多样、无污染，但是它消耗燃 料，而且价格较贵。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种将光能或热能直接转换为电能的 新概念光热电池。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种新概念光热电池，有通过至少 各有一根的导气管一和导气管二相联通的密闭电槽一和电槽二，在电槽一内装有浓硝酸银 溶液或者浓硝酸，在电槽二里装有银粉和水，在电槽一内装有阳极一和阴极一，在电槽二内 装有阳极二和阴极二，在电槽一或电槽二的上部和下部分别设有光源或热源，当电槽一正 向发电时，利用绝热遮光罩罩住电槽二，使电槽二绝热和隔光，则阳极二和阴极二通过导线 向外接负载供电；当正向发电完成后，立即进行反向发电，反向发电时，利用绝热遮光罩罩 住电槽一，使电槽一绝热和隔光，然后让光源照射或者用热源加热电槽二，电池开始反向发 电，则阳极一和阴极一通过导线向外接负载供电。 所述电槽一和电槽二采用透光性好的透明耐腐蚀性材料制作而成，使电槽一和电 槽二整体密封，以防止反应生成的气体外泄。 在所述电槽一和电槽二的上部分别设有电池盖，通过电池盖给电槽一和电槽二分 别添加硝酸银溶液或浓硝酸、银粉和水。 所述阳极一和阴极一、阳极二和阴极二分别采用石墨材料制作而成。 所述阳极一设置在电槽一的底壁内侧处，所述阴极一设置在电槽一的侧内壁处。 所述阳极二设置在电槽二的底壁内侧处，所述阴极二设置在电槽二的侧内壁处。 所述导气管一的一端连通电槽一，另一端连通电槽二并插入电槽二的溶液中；所
述导气管二的一端连通电槽二，另一端连通电槽一并插入电槽一的溶液中。 所述外接负载为充电器及充电电池、水电解器以及其它各种用电器及相应电路。 本发明的有益效果是只要有光源或者热源存在，本发明就可连续发电，在夜晚，
3本发明还可以利用照明光或者其它各种热源发电；本发明构造简单，制造成本低，投资省，维修维护简单，无使用寿命限制；本发明发电干净、清洁、无污染、无机械传动装置、无振动噪音，只要有光或者热存在就能源源不断地提供电源，符合环境保护、能源安全和可持续发展的要求；本发明运输使用方便，适用性广，既能安装在家里为家庭提供电能，也可以将若干本发明所述新概念光热电池串联或者并联起来组建成中型或大型发电站；本发明的能源来源多样，它可以是太阳光、照明光、红外光等绿色光能，也可以是其它各种能源和热源，它可将各种能源进行组合使用，还可以根据实际情况就地取材。
图1是本发明的结构示意图； 图中l-电槽一、2-电槽二、3-导气管一、4-导气管二、5-阳极一、6-阴极一、7-阳极二、8-阴极二、9-光源、10-热源、11-电池盖、12-负载一，13-负载二。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明 参见图l一种新概念光热电池，有通过至少各有一根的导气管一3和导气管二4相联通的密闭电槽一 1和电槽二 2，所述导气管一 3的一端连通电槽一 1，另一端连通电槽二 2并插入电槽二 2的溶液中，所述导气管二 4的一端连通电槽二 2，另一端连通电槽一 1并插入电槽一1的溶液中，同时电槽一1和电槽二 2采用透光性好的透明耐腐蚀性材料制作而成，使电槽一 1和电槽二 2整体密封，以防止反应生成的气体外泄；在电槽一 1内装有浓硝酸银溶液或者浓硝酸，在电槽二2里装有银粉和水，在电槽一1内装有通过导线外接有负载12的阳极一 5和阴极一 6，在电槽二 2内装有通过导线外接有负载二 13的阳极二 7和阴极二 8，在电槽一 1或电槽二 2的上部和下部分别设有光源9和热源IO，则阳极二 7和阴极二 8通过导线向外接负载二 13供电；当正向发电完成后，立即进行反向发电，反向发电时，利用绝热遮光罩罩住电槽一 l，使电槽一 1绝热和隔光，然后让光源照射或者用热源加热电槽二 2，并开始反向发电，则阳极一 5和阴极一 6通过导线向外接负载一 12供电。
所述电槽一 1和电槽二 2的上部分别设有电池盖ll，通过电池盖11给电槽一 1和电槽二 2分别添加浓硝酸银溶液、银粉和水；所述阳极一 5和阴极一 6、阳极二 7和阴极二 8分别采用石墨材料制作而成，阴极一 6设置在电槽一 1的侧内壁处，阳极一 5设置在电槽一1的底壁内侧处；所述阴极二 8设置在电槽二 2的侧内壁处，所述阳极二 7设置在电槽二 2的底壁内侧处；所述外接负载为充电器及充电电池、水电解器以及其它各种用电器及相应电路。 硝酸银是一种见光或遇热就能分解的物质，在盛有硝酸银溶液的电槽一 (1)里，硝酸银见光或遇热分解为银、二氧化氮和氧气，其化学反应为
2AgN03 = 2Ag+2N02 t +02个 在盛有银和水的电槽二里，水与从盛有硝酸银溶液的电槽里出来的二氧化氮和氧气发生反应生成硝酸，其总反应方程式如下
4N02+2H20+02 = 4腦3 二氧化氮、氧气与水结合生成硝酸是分两个过程进行的，首先是二氧化氮与水结合生成硝酸和一氧化氮， 一氧化氮接着和氧气结合生成二氧化氮，二氧化氮再和水结合生成更少的一氧化氮，如此类推，最后一氧化氮接近于零的极限，所以以上的总方程式是下面两个方程式叠加起来写的，一氧化氮作为中间产物被省约掉了
二氧化氮与水结合生成硝酸和一氧化氮，反应方程式如下
3N02+H20 = 2HN03+N0个 —氧化氮NO易被氧化成N02，反应方程式如下
2N0+02 = 2N02个 硝酸具有强氧化性，浓HN03氧化能力大于稀HN03。常温下，浓硝酸与不活泼金属银反应生成银(Ag)、二氧化氮(N02)和水(H20);稀硝酸与不活泼金属银的反应成银(Ag)、一氧化氮(NO)和水(H20)。它们的总反应方程式分别如下
Ag+2HN03 (浓)=AgN03+N02个+H20
3Ag+4HN03 (稀)=3AgN03+N0个+2H20 以上反应方程式落实到阴极、阳极上就是在阳极，银失去电子(e-)变成银离子(Ag+)进入溶液与硝酸根离子(N03—)结合生成硝酸银。在阴极，硝酸(HN03)得到电子(e-)变成硝酸根离子(N03—)、水0120)、二氧化氮(N02)或一氧化氮(NO)。
阳极Ag+N03— — AgN03+e-
阴极2HN03+e- — N03—+H20+N02个
或者如下 阳极3Ag+3N03— — 3AgN03+3e_
阴极4HN03+3e- — 3N03—+2H20+N0个 本发明根据浓硝酸银见光和遇热易分解的特点，用光源照射或者热源加热电槽一里的浓硝酸银溶液，使浓硝酸银分解为银、二氧化氮和氧气，银在重力作用下沉淀到电槽一的底部，二氧化氮和氧气则通过导气管一进入电槽二内，与电槽二里的水结合生成硝酸，硝酸则与电槽二底部的银粉起化学反应。在电槽二内银失去电子(e-)变成银离子(Ag+)进入溶液与硝酸根离子(N03—)结合生成硝酸银，由阳极二、导线、负载和阴极二所构成的电路产生电流，电子(e-)与阴极二附近的硝酸结合生成硝酸根离子(N03—)、水和二氧化氮或一氧化氮。在阳极处，充当还原剂的银(Ag)失去电子被氧化成银离子(Ag+)，在阴极处，充当氧化剂的硝酸(HN03)得到电子被还原成硝酸根离子(N03—)、水和二氧化氮或一氧化氮，二氧
化氮或一氧化氮和氧气再与水结合生成更少的硝酸，如此反复；只有极少量没有来得及起反应的二氧化氮、一氧化氮和氧气通过导气管二返流回电槽一，与电槽一里的水反应生成
硝酸或者经导气管一流回电槽二，并再和水结合生成硝酸，如此反复；而在电槽二里，二氧化氮和水结合生成的硝酸不断与银粉起反应，生成硝酸银、水和一氧化氮或者二氧化氮。一氧化氮和氧气结合生成二氧化氮，二氧化氮和氧气与水结合又生成硝酸，而极少量没有来得及起反应的一氧化氮或者二氧化氮或者氧气通过导气管二进入电槽一，与电槽一里的水反应生成硝酸或者通过导气管一再返流回电槽二，继续与电槽二里的水结合生成硝酸，如此反复。随着反应的不断进行，电槽一里的浓硝酸或者硝酸银不断分解，浓硝酸或者硝酸银溶液的浓度越来越低，最后剩下的主要是水和沉淀在电槽一底部的银粉，而电槽二里最后剩下的主要是硝酸银溶液。当正向发电接近完成后，可以开始反向发电，反向发电原理和正向发电原理相同，不同之处是正向发电时，绝热遮光罩罩住电槽二，使其绝热和隔光，然后
5让光源照射或者用热源加热电槽一，电流从阳极二与阴极二输出；而反向发电时，绝热遮光罩罩住电槽一，使其绝热和隔光，然后让光源照射或者用热源加热电槽二，电池开始反向发电和运行，电流从阳极一与阴极一之间输出。 本发明发电有正向发电和反向发电之分，另一种该实施方式与上述实施方式的不同之处主要是电槽一 1里装的主要是浓硝酸，而不是浓硝酸银溶液，该实施例以正向发电为主，反向则为充电过程，正向发电时，绝热遮光罩罩住电槽二，使其绝热和隔光；反向充电时，绝热遮光罩罩住电槽一，使其绝热和隔光，电池靠光源或热源充电。该实施方式的主要化学反应是 在盛有浓硝酸的电槽一 1里，浓硝酸见光或遇热的分解反应；在盛有银粉和水的电槽二 2里，二氧化氮和氧气与水结合生成硝酸的反应；在盛有银粉和水的电槽二 2里，硝酸与银粉进行反应。 三大化学反应除盛有浓硝酸的电槽一 1里的反应不同外，在电槽二 2里的其余两大化学反应完全相同。在盛有浓硝酸的电槽一1的反应里，浓硝酸见光或遇热分解为水、二氧化氮和氧气，其化学反应为
4HN03 = 2H20+4N02 t +02个
权利要求
一种新概念光热电池，其特征是有通过至少各有一根的导气管一和导气管二相联通的密闭电槽一和电槽二，在电槽一内装有浓硝酸银溶液或者浓硝酸，在电槽二里装有银粉和水，在电槽一内装有阳极一和阴极一，在电槽二内装有阳极二和阴极二，在电槽一或电槽二的上部和下部分别设有光源或热源，当电槽一正向发电时，利用绝热遮光罩罩住电槽二，使电槽二绝热和隔光，则阳极二和阴极二通过导线向外接负载供电；当正向发电完成后，立即进行反向发电，反向发电时，利用绝热遮光罩罩住电槽一，使电槽一绝热和隔光，然后让光源照射或者用热源加热电槽二，电池开始反向发电，则阳极一和阴极一通过导线向外接负载供电。
2. 如权利要求1所述的新概念光热电池，其特征是所述电槽一和电槽二采用透光性 好的透明耐腐蚀性材料制作而成，使电槽一和电槽二整体密封，以防止反应生成的气体外 泄。
3. 如权利要求1或2所述的新概念光热电池，其特征是在所述电槽一和电槽二的上 部分别设有电池盖，通过电池盖给电槽一和电槽二分别添加硝酸银溶液或浓硝酸、银粉和 水。
4. 如权利要求1所述的新概念光热电池，其特征是所述阳极一和阴极一、阳极二和阴 极二分别采用石墨材料制作而成。
5. 如权利要求1或4所述的新概念光热电池，其特征是所述阳极一设置在电槽一的 底壁内侧处，所述阴极一设置在电槽一的侧内壁处。
6. 如权利要求1或4所述的新概念光热电池，其特征是所述阳极二设置在电槽二的 底壁内侧处，所述阴极二设置在电槽二的侧内壁处。
7. 如权利要求l所述的新概念光热电池，其特征是所述导气管一的一端连通电槽一， 另一端连通电槽二并插入电槽二的溶液中；所述导气管二的一端连通电槽二，另一端连通 电槽一并插入电槽一的溶液中。
8. 如权利要求1所述的新概念光热电池，其特征是所述外接负载为充电器及充电电 池、水电解器以及其它各种用电器及相应电路。
全文摘要
本发明涉及一种新概念光热电池，有通过至少各有一根的导气管一和导气管二相联通的密闭电槽一和电槽二，在电槽一内装有浓硝酸银溶液或者浓硝酸，在电槽二里装有银粉和水，在电槽一内装有阳极一和阴极一，在电槽二内装有阳极二和阴极二，在电槽一或电槽二的上部和下部分别设有光源或热源，当电槽一正向发电时，利用绝热遮光罩罩住电槽二，则阳极二和阴极二通过导线向外接负载供电；反向发电时，利用绝热遮光罩罩住电槽一，然后让光源照射或用热源加热电槽二，电池开始反向发电，则阳极一和阴极一通过导线向外接负载供电。具有构造简单、制造成本低、投资少、能连续发电、使用维护简单和使用寿命长的优点。
文档编号H01M14/00GK101789533SQ20101010469
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者袁哲 申请人:袁哲