盐差薄膜发电装置

本发明属于新能源发电设备，涉及盐差薄膜发电装置。

背景技术：

1、盐差能是存在海水与淡水之间的一种新型可再生、可持续绿色清洁能源。盐差能的提取技术主要包括渗透压能法、蒸汽压能法、盐差薄膜法。其中，功率密度高和可操作性强的盐差薄膜发电前景广阔。盐差薄膜发电利用离子交换膜分隔淡水与海水，海水中的阴阳离子在浓度差的驱动下透过离子交换膜向淡水迁移形成内电流，通过电极的氧化还原反应将内电流转化为外电流，由此实现盐差能向电能的转换。

2、传统盐差薄膜发电装置主要由隔板、离子交换薄膜、电极板等部件组成。隔板用于保持膜间距，提供溶液流道，通常由不导通离子的聚四氟乙烯材料制成。浓淡溶液在隔板流通时，网丝会遮挡部分膜面积，阻挡离子在膜与溶液界面传输，产生阴影效应，使得装置电阻增大，输出功率减小。电极液在电极隔板流动时，网丝会遮盖电极板表面，减小氧化还原区域，导致离子迁移形成的内电流转化为外电流的效率降低，如此使得盐差薄膜发电的功率密度较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供盐差薄膜发电装置，解决了现有技术中盐差发电过程中存在的功率密度低的问题。

2、本发明所采用的技术方案是，盐差薄膜发电装置，包括两个相对设置的夹板，两个夹板之间夹设有阴极板和阳极板，阴极板和阳极板之间夹设有若干一体膜，靠近阴极板设置的夹板内连接有磁动力混流器，磁动力混流器通过导线与阴极板和阳极板连接，阴极板和阳极板还通过导线连接有逆变器；

3、还包括靠近阳极板的夹板外侧设置的海水存储池、河水存储池和电极液存储罐，海水存储池、河水存储池和电极液存储罐分别通过导管与海水输送泵、河水输送泵和电极液循环泵连接。

4、本发明的特点还在于：

5、磁动力混流器包括直流电机，直流电机设置于夹板内，直流电机通过导线与阴极板和阳极板连接，直流电机的输出端连接有永磁铁。

6、一体膜的底端和顶端分别开设有两个并排的进水孔和两个并排的排水孔，一体膜的一侧中部设置有波浪编网，一体膜的另一侧中部设置有旋转卡座，旋转卡座上连接有有混流转子。

7、混流转子包括转子基体，转子基体内嵌有磁力受体，转子基体的中部与旋转卡座连接。

8、阴极板和阳极板均采用复合电极，复合电极包括石墨板和钛涂钌依编网，石墨板的一侧板面与夹板的板面粘贴，石墨板的另一侧板面固接有支柱，钛涂钌依编网连接于支柱的顶端，石墨板固接有支柱的板面均匀设置有若干圆锥块，每个圆锥块的尖端对应设置于钛涂钌依编网网孔的中心。

9、转子基体的材料选用离子交换树脂，磁力受体的材料选用铝镍钴合金。

10、永磁铁选用钕铁硼永磁磁铁。

11、本发明的有益效果是：

12、(1)本发明提供的盐差薄膜发电装置的一体膜使得离子交换膜、隔板集成一体。波浪编网不仅能够减弱膜附近溶液的浓差极化效应，减小装置的非欧姆电阻，同时还能够消除传统装置隔板产生的阴影效应，不额外引入欧姆电阻；

13、(2)本发明提供的盐差薄膜发电装置的磁动力混流器能够减弱浓差极化效应，减小装置的非欧姆电阻，并助力泵推动溶液流通，减小输送泵的能量消耗，可导通离子的混流转子不额外增加装置欧姆电阻。

14、(3)本发明提供的盐差薄膜发电装置的平板-圆锥-编网结构复合电极可使氧化还原反应更加充分，加快电子转移速度，同时增大氧化还原反应区域，提高电子转移效率。

技术特征：

1.盐差薄膜发电装置，其特征在于，包括两个相对设置的夹板(1)，两个所述夹板(1)之间夹设有阴极板(6)和阳极板(7)，所述阴极板(6)和阳极板(7)之间夹设有若干一体膜(2)，靠近阴极板(6)设置的夹板(1)内连接有磁动力混流器(8)，所述磁动力混流器(8)通过导线与阴极板(6)和阳极板(7)连接，所述阴极板(6)和阳极板(7)还通过导线连接有逆变器(15)；

2.根据权利要求1所述的盐差薄膜发电装置，其特征在于，所述磁动力混流器(8)包括直流电机(801)，所述直流电机(801)设置于夹板(1)内，所述直流电机(801)通过导线与阴极板(6)和阳极板(7)连接，所述直流电机(801)的输出端连接有永磁铁(802)。

3.根据权利要求1所述的盐差薄膜发电装置，其特征在于，所述一体膜(2)的底端和顶端分别开设有两个并排的进水孔(203)和两个并排的排水孔(204)，所述一体膜(2)的一侧中部设置有波浪编网(201)，所述一体膜(2)的另一侧中部设置有旋转卡座(202)，所述旋转卡座(202)上连接有混流转子(803)。

4.根据权利要求3所述的盐差薄膜发电装置，其特征在于，所述混流转子(803)包括转子基体(8031)，所述转子基体(8031)内嵌有磁力受体(8032)，所述转子基体(8031)的中部与旋转卡座(202)连接。

5.根据权利要求1所述的盐差薄膜发电装置，其特征在于，所述阴极板(6)和阳极板(7)均采用复合电极，所述复合电极包括石墨板(503)和钛涂钌依编网(501)，所述石墨板(503)的一侧板面与夹板(1)的板面粘贴，所述石墨板(503)的另一侧板面固接有支柱(504)，所述钛涂钌依编网(501)连接于支柱(504)的顶端，所述石墨板(503)固接有支柱(504)的板面均匀设置有若干圆锥块(502)，每个所述圆锥块(502)的尖端对应设置于钛涂钌依编网(501)网孔的中心。

6.根据权利要求4所述的盐差薄膜发电装置，其特征在于，所述转子基体(8031)的材料选用离子交换树脂，所述磁力受体(8032)的材料选用铝镍钴合金。

7.根据权利要求2所述的盐差薄膜发电装置，其特征在于，所述永磁铁(802)选用钕铁硼永磁磁铁。

技术总结
本发明公开了盐差薄膜发电装置，包括两个相对设置的夹板，两个夹板之间夹设有阴极板和阳极板，阴极板和阳极板之间夹设有若干一体膜，靠近阴极板设置的夹板内连接有磁动力混流器，磁动力混流器通过导线与阴极板和阳极板连接，阴极板和阳极板还通过导线连接有逆变器；还包括靠近阳极板的夹板外侧设置的海水存储池、河水存储池和电极液存储罐，海水存储池、河水存储池和电极液存储罐分别通过导管与海水输送泵、河水输送泵和电极液循环泵连接。本发明解决了盐差发电过程中存在的功率密度低的问题。

技术研发人员：李美,张年春,郭家斌,郑洪博,龙新扬
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13