[发明专利]一种石墨烯型发动机尾气净化与双发电一体化装置

说明书

本发明公开了一种石墨烯型发动机尾气净化与双发电一体化装置，包括：三维多孔石墨烯尾气净化与发电复合体；所述三维多孔石墨烯尾气净化与发电复合体包括：三维多孔石墨烯集热与催化器、三维多孔石墨烯非对称性扰流阵列板、微纳米结构层、可伸缩弹性尾气绝热筒；所述三维多孔石墨烯集热与催化器包括三维多孔石墨烯、相变储热材料、尾气通道、尾气净化催化剂层；上层三维多孔石墨烯尾气净化与发电复合体底部装配的微纳米结构层与下层三维多孔石墨烯尾气净化与发电复合体顶部装配的微纳米结构层叠置相对应，并与三维多孔石墨烯非对称性扰流阵列板、可伸缩弹性尾气绝热筒共同构成叠层摩擦式纳米发电器结构。

技术领域

本发明涉及发动机及尾气净化与尾气热电发电领域，更具体地说，涉及一种石墨烯型发动机尾气净化与双发电一体化装置。

背景技术

目前，大多数汽车和船舶的发动机仍以内燃机驱动为主，发动机燃料燃烧所释放的能量只有一部分用于做机械功，其余的尾气能量都以一部分废热形式被冷却水吸收，另一部分通过排气管直接排到大气中，由此可见，发动机尾气的非控制性排放，即会造成发动机尾气废热能量的浪费，也会造成尾气中有害物质对环境污染问题。当前发动机尾气净化催化剂的使用，可以改善尾气对大气的污染，但是还存在系列技术问题有待解决，例如：(1)发动机冷启动问题：当前大多数催化剂高温活性较好，低温活性较差，发动机尾气中60％-80％的有毒气体是在冷启动2分钟内产生的，因此带来了发动机冷启动问题；(2)催化剂热失效问题：催化剂热老化是指在高温作用下发生烧结和晶粒长大，中间层和贵金属晶体表面积都会缩小，导致活性下降。

如何进一步提高尾气催化剂的工作热稳定性和催化剂净化效果，如何解决由于发动机冷启动带来的污染，如何进一步增强尾气热量发电效率等，这些都极待人们去解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种石墨烯型发动机尾气净化与双发电一体化装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯型发动机尾气净化与双发电一体化装置，包括三维多孔石墨烯尾气净化与发电复合体；所述三维多孔石墨烯尾气净化与发电复合体包括：三维多孔石墨烯集热与催化器、三维多孔石墨烯非对称性扰流阵列板、半导体热电装置、微纳米结构层、可伸缩弹性尾气绝热筒、冷却循环水通道、导热绝缘层；所述三维多孔石墨烯集热与催化器包括：三维多孔石墨烯、尾气通道、尾气净化催化剂层，所述三维多孔石墨烯的多孔中组装相变储热材料，并构成中空形态的所述尾气通道；所述尾气通道表面覆盖所述尾气净化催化剂层；所述三维多孔石墨烯非对称性扰流阵列板包括：三维多孔石墨烯、尾气净化催化剂；所述尾气净化催化剂组装在三维多孔石墨烯的孔洞及表面；所述三维多孔石墨烯非对称性扰流阵列板装配在所述尾气通道中，并固定在所述尾气通道侧面；所述半导体热电装置，包括：半导体热电片、半导体热电片电流控制器；所述半导体热电装置装配在所述三维多孔石墨烯集热与催化器的顶部、底部或侧面；装配在所述三维多孔石墨烯集热与催化器的顶部或底部的半导体热电装置的热端通过所述导热绝缘层与所述三维多孔石墨烯集热与催化器上端或下端相连接，其冷端通过导热绝缘层与所述冷却循环水通道相连接；装配在所述三维多孔石墨烯集热与催化器的侧面的半导体热电装置的热端通过顶端导热绝缘层与所述三维多孔石墨烯非对称性扰流阵列板相连接，其冷端通过所述导热绝缘层与所述冷却循环水通道相连接；所述可伸缩弹性尾气绝热筒，包括：可伸缩弹性尾气进口绝热筒、可伸缩弹性尾气出口绝热筒，并分别对应装配在所述三维多孔石墨烯集热与催化器的两侧端面；所述微纳米结构层装配在三维多孔石墨烯集热与催化器的底部或顶部；所述三维多孔石墨烯尾气净化与发电复合体包括：上层三维多孔石墨烯尾气净化与发电复合体、下层三维多孔石墨烯尾气净化与发电复合体；所述上层三维多孔石墨烯尾气净化与发电复合体底部装配的所述微纳米结构层与下层三维多孔石墨烯尾气净化与发电复合体顶部装配的微纳米结构层叠置相对应，并与所述三维多孔石墨烯非对称性扰流阵列板、可伸缩弹性尾气绝热筒共同构成叠层摩擦式纳米发电器结构；装置整体构成具有石墨烯型发动机尾气净化、半导体热电热泵供热、半导体热电温差发电、摩擦式纳米发电多功能综合效果的一体化结构。