[发明专利]一种熔盐式燃料电池

说明书

一种熔盐式燃料电池，包括电池壳体，所述电池壳体包括外壳和上盖，所述外壳和上盖组成一个封闭的电极室，所述上盖设有至少一个电池芯安装孔，所述电池芯安装孔内设有电池芯，所述电池芯下端设有隔板，所述隔板为多孔陶瓷材料制成，所述隔板为内部中空的圆柱形，所述隔板外侧包覆多孔石墨电极，所述外壳上设有氯气接入口，所述氯气接入口设置略低于隔板底部，所述电池壳体内设有氯气，本发明结构简单、造价低、效率高。

技术领域

本发明属于高能动力电池领域，具体涉及一种可大功率输出电能的熔盐式燃料电池。

技术背景

高能动力电池的研究一直是世界前沿技术，由于它的重要性，世界上有很多知名构都在积极地进行各种研究，不断开发出新的技术和产品，应用到多个领域。由于技术原因，电池的发展似乎不能满足现代社会的需要，成为当前社会发展的瓶颈，这种现象在高能动力电池领域中尤其更明显。

我们知道，潜艇的最关键部分是动力部分，根据动力不同分为核潜艇和常规潜艇。常规潜艇主要是柴电潜艇。出海时携带大量柴油，平时浮在水面使用柴油机依赖空气工作，提供动力；隐蔽时下潜，利用储电池或者不同的AIP技术提供动力，受技术条件限制，水下航行因提供的功率有限，长时间高速航行不能实现，下潜一定时间就要浮出水面，吸入空气发动柴油机驱动潜艇并充电，这种上浮容易暴露目标，在战争中容易被发现击沉，潜艇的作用严重受到限制。

柴油的能量密度很高，不考虑消耗的空气，能量密度超过10千瓦时/公斤；考虑柴油机的热效率，能量密度降至4千瓦时/公斤左右；如果考虑发动机、变速箱、传动轴、储油和供油系统、供气和排气系统等的重量，整个动力系统的能量密度降至2千瓦时/公斤左右。柴油的这种能量密度要依赖空气的消耗，潜艇需要上浮，如果考虑空气或者氧气的消耗，如闭式循环柴油机（CCD）AIP，需要潜艇携带液氧，包括氧气罐和尾气处理系统，实际的能量密度大大降低，甚至低于0.2千瓦时/公斤，现有的各种高能电池，能量密度达到0.3千瓦时/公斤，但存在易发热、爆炸等危险因素。

如果研制出最大输出功率数兆瓦级，总储存电能数兆千瓦时的大容量电池，其重量适合安装到潜艇上，这种电池将有能力提供潜艇需要的全部动力，水下最大航程达到万公里以上，全程不需要浮出水面，其作用已经接近核潜艇。由于电池工作噪音小，潜艇的隐蔽性能会大大提高，将成为真正的大洋黑洞。完全使用电池电力的潜艇可称为全电潜艇，受当前电池技术的限制，还很难实现。

在民用方面，汽车工业的飞速发展为人类带来便捷，但是现有的汽车要大量消耗石化燃料，不仅严重污染环境，还对有限的油气资源过渡依赖。尤其是我国石油资源有限，随着汽车保有量的快速上升，石油缺口越来越大，每年进口数亿吨，进口比例接近70%，成为世界第一大石油进口国，已经影响到我国的经济安全。为此我国早就提倡多种措施，包括发展电动汽车等，同样由于电池的问题，电动汽车推广缓慢。

现代社会急需大容量动力电池，已经成为共识。燃料电池是一种把燃料所具有的化学能转化成电能的化学反应装置，由于燃料可以持续供应，用于发展大容量动力电池最有潜力。电池在工作过程中不受卡诺循环限制，因而能量转化效率高且无噪音，无污染，成为理想的能源利用方式。

目前国际上典型的有氢燃料电池(RFC)，固体氧化物燃料电池(SOFC)，直接甲醇燃料电池(DMFC)，磷酸型燃料电池(PAFC)，质子交换膜燃料电池(PEMFC)，熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)，这些电池结构不同，各具优点，最终在正负极的反应都是氢和氧，属于氢氧燃料电池。

氢氧燃料电池虽然存在很多优点，但也存在某些问题。如负极使用的氢，因沸点很低储存不便，采用其它燃料转化，电池结构变得复杂；正极使用的氧常态为不容易导电的共价键，不利于电能的转换，进一步增大电池的复杂性，电能转换效率较低，限制了燃料电池的广泛使用。

发明内容

本发明的技术方案为，提供一种结构简单、造价低、效率高，燃料储存安全方便的熔盐式燃料电池。

本发明的技术方案为：