一種燃料生伏特電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電池技術領域，具體涉及一種燃料生伏特電池。
【背景技術】
[0002] 電化學電池(Battery)作為一種能量來源，是利用化學能與電能之間的相互轉換， 可以得到具有穩定電壓，穩定電流，長時間穩定供電，受外界影響很小的電流，并且電池結 構簡單，攜帶方便，充放電操作簡便易行，性能穩定可靠，在現代社會生活中的各個方面發 揮有很大作用。太陽能電池是一種利用太陽光直接發電的光電半導體器件，它只要被光照 到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產生電流。在物理學上稱為太陽能光伏 (Photovoltaic)，簡稱光伏。
[0003] 太陽能電池的工作原理是基于光生伏特效應（簡稱"光伏效應"，英文名稱： Photovoltaic effect)。光伏效應是指光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部 位之間產生電位差的現象，太陽能電池通過該效應將光能轉化為電能。由于光照是光生伏 特效應的必需元素，因此，天氣因素對太陽能電池的性能影響較大，在陰天或者雨天、夜晚 等光線較弱或者沒有光線的環境下，太陽能電池將無法發揮其發電及供電作用。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于針對現有技術的不足提供一種燃料生伏特電池，結合電化學電 池(Battery)和太陽能光伏電池的工作原理，利用燃料在不均勻半導體或半導體與金屬界 面產生電位差的現象，從而實現將燃料中的化學能轉化為電能，同時較少受到天氣、環境等 因素的影響，具有發電穩定、靜音、能效高等優點，所需燃料的來源廣泛，成本低。
[0005] 本發明通過以下技術方案實現該目的：
[0006] -種燃料生伏特電池，包括相鄰設置的離子導體、電子導體，所述離子導體與電子 導體之間具有用于電池燃料穿過的燃料通道，還包括分別與離子導體、電子導體連接的正 電極、負電極，所述正電極設置在離子導體背離燃料通道一側，所述負電極設置在電子導體 背離燃料通道一側，所述正電極、負電極通過外電路連接。
[0007] 其中，所述燃料通道的寬度為0~10cm〇
[0008] 進一步的，所述正電極一側設置有氧化劑進入通道和生成物排出通道。
[0009] 其中，所述外電路包括導線和負載，所述負載的兩極分別通過導線與正電極、負電 極連接。
[0010] 作為優選的，所述離子導體為P-型半導體，所述電子導體為η-型半導體。
[0011] 作為進一步優選的，所述Ρ-型半導體與η-型半導體之間的距離為1~200μπι。
[0012] 作為優選的，所述電池燃料為甲醇、氫氣、乙醇、其它碳氫化合物或金屬燃料。
[0013] 相對于現有技術，本發明的有益效果為:本發明的燃料生伏特電池，包括相鄰設置 的離子導體、電子導體，所述離子導體與電子導體之間具有用于電池燃料穿過的燃料通道， 還包括分別與離子導體、電子導體連接的正電極、負電極，所述正電極設置在離子導體背離 燃料通道一側，所述負電極設置在電子導體背離燃料通道一側，所述正電極、負電極通過外 電路連接，本發明利用電池燃料在離子導體與電子導體作用下發生化學反應，并產生電位 差的現象，從而實現將電池燃料中的化學能轉化為電能，同時較少受天氣、環境等因素的影 響，具有發電穩定、靜音、能效高等優點，所需電池燃料的來源廣泛，成本低。
【附圖說明】
[0014] 圖1為實施例1的燃料生伏特電池的結構示意圖。
[0015] 圖2為實施例2的燃料生伏特電池的結構示意圖。
[0016]圖3為實施例3的電壓、電流測試曲線圖。
[0017]圖4為實施例4的電壓、電流測試曲線圖。
[0018]圖中：1-離子導體，2-電子導體，3-燃料通道，4-正電極，5-負電極，6-導線，7-負 載，8-p-型半導體，9-n-型半導體。
【具體實施方式】
[0019] 以下結合附圖及具體實施例對本發明進行詳細描述。
[0020] 實施例1。
[0021] 如圖1所示，本實施例的燃料生伏特電池，包括相鄰設置的離子導體1、電子導體2， 所述離子導體1與電子導體2之間具有用于電池燃料穿過的燃料通道3,還包括分別與離子 導體1、電子導體2連接的正電極4、負電極5,所述正電極4設置在離子導體1背離燃料通道3 一側，所述負電極5設置在電子導體2背離燃料通道3-側，所述正電極4、負電極5通過外電 路連接，本發明利用電池燃料在離子導體1與電子導體2作用下發生化學反應，并產生電位 差的現象，從而實現將電池燃料中的化學能轉化為電能，同時較少受天氣、環境等因素的影 響，具有發電穩定、靜音、能效高等優點，所需電池燃料的來源廣泛，成本低。
[0022] 其中，所述燃料通道3的寬度為0~10cm，可根據離子導體1、電子導體2及電池燃料 的種類根據實際進行調整，不作為對本發明的技術方案的限制。
[0023] 進一步的，所述正電極4一側設置有氧化劑進入通道和生成物排出通道。所述氧化 劑通常為空氣中的氧氣，生成物通常為水。
[0024] 其中，所述外電路包括導線6和負載7,所述負載7的兩極分別通過導線6與正電極 4、負電極5連接。
[0025] 本實施例的燃料生伏特電池的工作原理如下：
[0026] 電池燃料被注入離子導體1與電子導體2之間的燃料通道3,在低電子能量區（離子 導體1)和高電子能量區（電子導體2)的作用下，發生化學反應現象，被電離并釋放出正離子 和電子，釋放的電子通過高電子能量區向負電極5-側移動，并通過外電路到達正電極4處； 釋放的正離子通過低電子能量區向正電極4 一側移動，到達正電極4處并與那里的電子和氧 化劑(從外界進入，例如氧氣)反應，生成物在此排出，在此過程中，持續供給的電池燃料的 化學能不斷被轉化成電能。
[0027] 實施例2。
[0028]如圖2所示，本實施例的離子導體為p-型半導體8,所述電子導體為η-型半導體9， 所述Ρ-型半導體8與η-型半導體9之間的距離為1~200μπι，所述電池燃料為甲醇、乙醇或氫 氣，在傳統的pn結的基礎上，注入的電池燃料在p-型半導體8(低電子能量區）和η-型半導體 9(高電子能量區）之間發生化學反應并釋放出正離子和電子，將電池燃料的化學能轉化為 電能。
[0029] 本實施例的燃料生伏特電池的工作原理如下：
[0030] 在兩塊Ρ-型半導體8和η-型半導體9之間（間距1-200μπι)注入液體甲醇，甲醇被電 離，發生如下化學反應：
[0031 ] CH3OH+H2〇-6H++C〇2+6e-
[0032] 其中，電子通過η-型半導體9向負電極5-側移動，并通過外電路到達正電極4;氫 離子通過Ρ-型半導體8向正電極4 一側移動，到達正極處，并與那里的電子和氧氣(氧化劑） 反應生成水排出。
[0033] 本實施例的其它技術特征同實施例1，在此不再進行贅述。
[0034] 實施例3、氮化鎵發光二極管發電試驗
[0035] 在一個GaN LED(氮化鎵發光二極管）的pn-結處滴上甲醇，在不照光的情況下，測 得電壓、電流測試數據如表1所示，繪制電流-電壓測試曲線如圖3所示，從以上數據可明顯 檢測到燃料生伏特效應，甲醇的化學能被轉化成電能。
[0036]表1電壓、電流測試數據 Γηη27?
[0038] ~實施例4、雙節m-v族太陽能電池發電試驗1 '
[0039] 在一個雙節III-V族太陽能電池的pn-結處滴上甲醇，在不照光的情況下，測得電 壓、電流測試數據如表2所示，繪制電流-電壓測試曲線如圖4所示，從以上數據可明顯檢測 到燃料生伏特效應，甲醇的化學能被轉化成電能。
[0040] 表2電壓、電流測試數據
[0041]
[0042]
[0043] 以上所述實施例僅表達了本發明的部分實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保 護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1. 一種燃料生伏特電池，其特征在于，包括相鄰設置的離子導體、電子導體，所述離子 導體與電子導體之間具有用于電池燃料穿過的燃料通道，還包括分別與離子導體、電子導 體連接的正電極、負電極，所述正電極設置在離子導體背離燃料通道一側，所述負電極設置 在電子導體背離燃料通道一側，所述正電極、負電極通過外電路連接。2. 根據權利要求1所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述燃料通道的寬度為0~ 10cm〇3. 根據權利要求1所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述正電極一側設置有氧化劑 進入通道和生成物排出通道。4. 根據權利要求1所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述外電路包括導線和負載， 所述負載的兩極分別通過導線與正電極、負電極連接。5. 根據權利要求1-4任意一項所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述離子導體為p-型半導體，所述電子導體為η-型半導體。6. 根據權利要求5所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述ρ-型半導體與η-型半導體 之間的距離為1~200μηι。7. 根據權利要求5所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述電池燃料為碳氫化合物、 可燃氣體或金屬燃料。8. 根據權利要求7所述的燃料生伏特電池，其特征在于，所述碳氫化合物為甲醇或乙 醇。
【專利摘要】本發明涉及電池技術領域，具體涉及一種燃料生伏特電池，包括相鄰設置的離子導體、電子導體，所述離子導體與電子導體之間具有用于電池燃料穿過的燃料通道，還包括分別與離子導體、電子導體連接的正電極、負電極，所述正電極設置在離子導體背離燃料通道一側，所述負電極設置在電子導體背離燃料通道一側，所述正電極、負電極通過外電路連接，本發明利用電池燃料在離子導體與電子導體作用下發生化學反應，并產生電位差的現象，從而實現將電池燃料中的化學能轉化為電能，同時較少受天氣、環境等因素的影響，具有發電穩定、靜音、能效高等優點，所需電池燃料的來源廣泛，成本低。
【IPC分類】H01M8/00
【公開號】CN105514458
【申請號】CN201610055971
【發明人】劉富德, 鄭大偉
【申請人】廣州道動新能源有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月27日