一種激光-堿性燃料電池的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種激光-堿性燃料電池，包括陰極腔和位于陰極腔的右邊陽極腔，陽極腔內的頂部設有陽極板，整個陽極腔內作用有使電子及質子分別飛向陽極板和電解質液面的磁場，陽極腔的右邊設置加速氫氣進入陽極腔的風扇、控制閥和儲氫罐；陽極腔的內側壁上設置激光反射裝置，陽極腔相對的兩側壁上各設一個激光器，兩個激光器發出激光的頻率不同，第一激光器發出的激光使氫氣分子的一個電子電離，第二激光器發出的激光使氫氣分子的兩個電子電離；激光在陽極腔內電離氫氣，使電離后物質直接飛向強堿液面或電子收集裝置，減少再次復合生成氫氣的概率，可實現至少3種燃料電池輸出功率輸出，提高激光的利用率和氫氣的電離率。
【專利說明】—種激光-堿性燃料電池
【技術領域】
[0001]本發明屬于燃料電池【技術領域】，尤其涉及一種利用激光電離氫氣的激光-堿性燃料電池。
【背景技術】
[0002]中國專利申請號為201310111622.7、名稱為“一種輸出電壓可調的等離子堿性燃料電池及調節方法”，公開一種輸出電壓可調的等離子堿性燃料電池，利用等離子體發生器電離氫氣，將等離子體噴入陽極腔中，作用在陽極腔中的磁場及電場使得氫等離子體中的電子和質子分別飛向陽極板與電解液面，從而使得陽極板和陰極之間產生了電勢差，通過對可調壓直流電源的輸出電壓進行調節，就能夠對等離子堿性燃料電池的輸出電壓進行調整。但該專利申請存在著以下不足:等離子體發生器與陽極腔相互分離，兩者距離較遠，因此氫氣等離子體由等離子體發生器向陽極腔運動的過程中容易再次復合生成氫氣。
【發明內容】
[0003]針對現有輸出電壓可調的等離子堿性燃料電池存在由于陽極腔和等離子體發生器距離較大，導致氫氣等離子體在輸送過程中容易再次復合生成氫氣的問題，本發明提供一種利用高頻激光器在陽極腔內直接照射使氫氣電離的激光-堿性燃料電池。
[0004]以中國專利申請號為201310111622.7、名稱為“一種輸出電壓可調的等離子堿性燃料電池及調節方法”為基礎，本發明所述的激光-堿性燃料電池采用的技術方案是:本發明包括陰極腔和位于陰極腔的右邊陽極腔，陽極腔和陰極腔二者相互獨立并通過U形管相連，陽極腔內的頂部設有陽極板，整個陽極腔內作用有使電子及質子分別飛向陽極板和電解質液面的磁場，陽極腔的右邊設置加速氫氣進入陽極腔的風扇、控制閥和儲氫罐；陽極腔的內側壁上設置激光反射裝置，陽極腔相對的兩側壁上各設一個激光器，兩個激光器發出激光的頻率不同，第一激光器發出的激光使氫氣分子的一個電子電離，第二激光器發出的激光使氫氣分子的兩個電子電離。
[0005]進一步地，兩個激光器相互平行并且發出激光的相互不重合；兩個激光器與激光反射裝置之間形成入射角為2°至5° ;兩個激光器可單獨或同時工作。
[0006]本發明的有益效果是:
1、使用2只激光器電離氫氣，且對向錯開安裝在陽極腔內，激光在陽極腔內電離氫氣，使電離后物質直接飛向強堿液面或電子收集裝置，減少了它們再次復合生成氫氣的概率。合理設置2只激光器的入射角，讓激光在陽極腔內多次反射經過氫氣的流經路徑。
[0007]2、可實現至少3種燃料電池輸出功率輸出。
[0008]3、可提高激光的利用率和氫氣的電離率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的結構及原理圖；圖2是圖1中A-A向視圖。
[0010]圖中:1-陰極；2_用電負荷開關；3-用電負荷；4_電壓表；5_第二金屬板；6_陽極腔；7_脫水裝置；8_陽極板；9_激光反射裝置；10_風扇；11_控制閥；12_儲氫罐；13_可調壓直流電源；14-第一金屬板；15-U形管；16-1-激光器；16-2-激光器；17_陰極腔。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，本發明包括有陽極腔6和陰極腔17，陽極腔6位于陰極腔17的右邊，二者相互獨立并通過U形管15相連；陰極腔17中是電解液，在陰極腔17的電解液中浸泡陰極1 ;陽極腔6內的頂部安裝陽極板8。用電負荷3與用電負荷開關2通過導線連接在陰極1和陽極板8之間；電壓表4連接在用電負荷3的兩端。整個陽極腔6內作用有使電子及質子分別飛向陽極板8和電解質液面的磁場；在陽極腔6外部的上方設有第二金屬板
5,第一金屬板14浸泡在陽極腔6內的電解液中。第一金屬板14和第二金屬板5分別與可調壓直流電源13的負極和正極相連接，這樣就在第一金屬板14和第二金屬板5之間產生了促進電子和質子分離的電場。陽極腔6的右邊依次設置著加速氫氣進入陽極腔6的風扇
10、控制閥11和儲氫罐12 ;在氫氣的回流管路上設置脫水裝置7。
[0012]如圖2所示，在陽極腔6內側壁上設置激光反射裝置9，并使激光反射裝置9位于陽極腔6內的電解液液面上方。如圖1所示，陽極腔6內的電解液約占用陽極腔6總容積三分之一，電解液液面上方的空間是氫氣的流通路徑。如圖2所示，在陽極腔6內的氫氣流通路徑的四個內側壁上設置激光反射裝置9。
[0013]在陽極腔6相對的兩側壁上各安裝一個激光器，分別是激光器16-1和激光器16-2，兩個激光器16-1、16-2相互平行，并且要求兩激光器16_1、16_2發出激光的不重合，彼此不位于對方的反射路線上。兩個激光器16-1、16-2與陽極腔6的左右側壁之間的夾角呈2°至5°的角度，也就是激光器16-1、16-2與激光反射裝置9之間形成的入射角為2°至5°，入射角較小，可以增加氫氣經過激光光線次數。
[0014]兩個激光器可以浸在電解液中，激光器16-1和激光器16-2發出激光的頻率不同，激光器16-1發出的激光實現使氫氣分子的一個電子電離，激光器16-2發出的激光實現使氫氣分子的兩個電子電離；激光器16-1和激光器16-2可單獨或同時工作。激光器16-1和激光器16-2發出的激光在陽極腔6內直接照射使氫氣電離，從而減少了氫氣電離后產生的氫等離子體再次復合生成氫氣的概率。
[0015]激光器16-1和激光器16-2的輸出口部與陽極板8相平行放置，使激光器16_1和激光器16-2發射激光，讓激光在陽極腔6內多次反射經過氫氣的流通路徑，氫氣由右端流到左端，激光的入射角越小，激光反射的次數越多，氫氣流過時經過的激光路線次數越多，那么電離的次數越多。電離的次數越多，電離的效率也就越高，從而增加激光激發氫氣電離的效率和提高激光的利用率。
[0016]由于激光器16-1發出的激光實現使氫氣分子的一個電子電離，激光器16-2發出的激光實現使氫氣分子的兩個電子電離，因而兩只激光器組合在一起可以獲得以下三種不同的工作狀態:(1)激光器16-1和激光器16-2同時工作；(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。在以上三種不同的工作狀態下，氫氣不可能完全被電離，仍有很大一部分氫氣經過回流管路返回陽極腔6的入口，因此在所有工況下氫氣的供給量是相同的，但參與電離的激光照射狀態是不同的，因而單位時間內激光在陽極腔6電離氫氣產生的電子數目是不同的，那么在三種不同的工作狀態下堆積在陽極板8上的電子數目是不同的，所以在陽極板8和陰極1之間產生電勢差也是不同的，這樣在三種工況下燃料電池便產生了不同的輸出功率。
【權利要求】
1.一種激光-堿性燃料電池，包括陰極腔(17)和位于陰極腔(17)的右邊陽極腔(6)，陽極腔(6)和陰極腔(17) 二者相互獨立并通過U形管相連，陽極腔(6)內的頂部設有陽極板(8)，整個陽極腔(6)內作用有使電子及質子分別飛向陽極板(8)和電解質液面的磁場，陽極腔(6)的右邊設置加速氫氣進入陽極腔(6)的風扇、控制閥和儲氫罐；其特征是:陽極腔(6)的內側壁上設置激光反射裝置(9)，陽極腔(6)相對的兩側壁上各設一個激光器，兩個激光器發出激光的頻率不同，第一激光器發出的激光使氫氣分子的一個電子電離，第二激光器發出的激光使氫氣分子的兩個電子電離。
2.根據權利要求1所述的一種激光-堿性燃料電池，其特征是:兩個激光器相互平行并且發出激光的相互不重合。
3.根據權利要求2所述的一種激光-堿性燃料電池，其特征是:兩個激光器與激光反射裝置(9)之間形成入射角為2°至5°。
4.根據權利要求1所述的一種激光-堿性燃料電池，其特征是:兩個激光器可單獨或同時工作。
5.根據權利要求1所述的一種激光-堿性燃料電池，其特征是:激光反射裝置(9)位于陽極腔(6)內的電解液液面上方。
6.根據權利要求1所述的一種激光-堿性燃料電池，其特征是:兩個激光器的輸出口部與陽極板(8)相平行。
【文檔編號】H01M8/06GK103647095SQ201310582216
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】陳士安, 祖廣浩, 游專, 王駿騁, 姚明, 彭佳鑫, 張曉娜, 武曉暉 申請人:江蘇大學