[实用新型]三极式锌空气燃料电池

说明书

技术领域

本实用新型有关于一种锌材料与空气进行氧化还原反应的燃料电池，尤指一种同时具备有电解液以及锌材料作为反应原物料，并能够通过三极接头与其他外部电子产品电性连接的锌空气燃料电池。

背景技术

燃料电池能够直接将化学能转变为电能，燃料电池于产能的过程中具有高密度的能量，其能量是以正负极之间的电位差所产生的电能，同时对环境几乎无污染，因此，学术界、产业界皆投入燃料电池的研究领域，希望能够对于全球碳(石化)排放循环现象、能源短缺以及环境污染等危害有一番革命性的改善。

现有的锌空气燃料电池(Zinc－Air Fuel Cell，ZAFC)的内部大多是由一空气电极、一锌阳极、一储液空间以及一电解液构成，由于空气电极以及锌阳极直接浸泡于电解液中，静置摆放不使用或者是使用时间长久之下，会造成锌阳极的极化、钝化以及表面枝晶的生长等状况，故导致锌阳极进一步出现快速腐蚀、锌空气燃料电池的电池性能降低、电解液的酸化以及缩短电池寿命等不利影响。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，本实用新型提供的三极式锌空气燃料电池受到安置摆放的未使用状态时，能够将其中的电解液部分或完全抽除，进一步避免其中的两正极结构与电解液接触，使得化学产电反应不会发生，同时避免两正极或负极结构受到腐蚀或是表面解离等情况发生，并达到延长电池能够摆放的年限以及电池寿命。

本实用新型的次要目的在于，设计一种具有三极式电极的锌空气燃料电池，该三极式电极具有两个正极以及一个负极，使得单一电池本身即能够进行收集充电或放电的化学反应。

本实用新型的又一目的在于，同时使用锌材料以及电解液，并通过输送装置输送锌材料以及电解液两者或其中之一输入或输出于本实用新型提供的三极式锌空气燃料电池，方便锌材料或者是电解液能够进行替换更新。

为达所述目的，本实用新型提供的三极式锌空气燃料电池，包含：一壳体，内部形成有一容置空间；一空气电极层，作为一化学放电反应中的放电正极；一金属层，作为一化学充电反应中的充电正极；一锌材料，作为一配合所述空气电极层进行化学放电的负极或是配合所述金属层进行化学充电的负极；多个隔膜层，分别设置于所述空气电极层以及金属层之间，使得所述空气电极层、锌材料以及金属层三者间隔排设；以及一电解液，所述空气电极层、金属层、锌材料、隔膜层以及所述电解液皆设置于所述容置空间中并能穿过所述隔膜层流通，与所述空气电极层、金属层以及锌材料相互接触，以使所述空气电极层、金属层以及锌材料相互电性连接。

其中，于一较佳可行实施例中，所述金属层设为一由不锈钢材料构成的不锈钢层。

而且，所述三极式锌空气燃料电池进一步包含一导电层，所述导电层安装于所述容置空间中并与所述锌材料相邻接触，于至少一较佳可行实施例中，所述导电层设为由铜或镍金属材料其中之一制成。

所述锌材料选自于能够流动的锌泥、锌砂或锌板的其中一种，选用不同的锌材料时，所对应配合使用的导电层有所不同：

当所述锌材料选用锌泥时，所述导电层具有一中央区域以及周围区域，所述中央区域的位置低于所述周围区域并形成一凹陷。

当所述锌材料选用锌砂时，所述导电层设为一平板片。

当所述锌材料选用锌板时，则无须配合导电层使用，所述锌板本身即能够将电流导出，替代其他实施例中的导电层结构。

另外，若以摆放平面为水平基准，所述空气电极层、金属层以及锌材料三者的排列方向呈现一垂直排列，与现有的直立式摆放的横向排列不同。

此外，于一较佳可行实施例中，结构上排序方式为：所述空气电极层位于最顶部，所述锌材料位于最底部，所述金属层介于所述空气电极层与锌材料层之间，所述导电层位于所述锌材料之下。

所述壳体包含相互组接的一第一壳体以及一第二壳体，由所述第一壳体分别组接定位所述空气电极层、金属层以及隔膜层，所述第二壳体组接定位所述导电层，所述第一壳体套设进入于所述第二壳体内。

所述三极式锌空气燃料电池进一步包含一输送装置，所述输送装置连接于所述容置空间并能够输出或输入所述电解液，进而改变所述容置空间中电解液的高度位置，通过改变电解液于所述容置空间内部的总量跟液体高度所能接触到的内部结构，进而避免所述容置空间内位于特定高度跟设置位置的结构与液体接触、并避免发生特定结构受到腐蚀或是表面解离。

由前述说明可知，本实用新型的特点在于：本实用新型以锌材料做为负极，空气电极层及金属层分别做为正极，两正极以及负极共同地构成锌空气燃料电池中的三极式电极。