[发明专利]离子导体的电致发热方法和应用

说明书

本发明提供了一种离子导体的电致发热方法和应用，涉及离子导体加热技术领域。该离子导体的电致发热方法，通过电极对离子导体施加特征频率对应的交流电压，从而实现离子导体的电致发热，其中，所述特征频率为离子导体在电路相位角为‑10°～10°时的频率；该电致发热方法能够有效抑制或消除电极‑离子导体界面上的双电层电容的产生，从而在减弱或避免电化学反应、抑制电极腐蚀、电解等副反应发生的同时，实现对离子导体的快速、均匀加热。本发明还提供了上述离子导体的电致发热方法的应用。

技术领域

本发明属于离子导体加热技术领域，具体涉及一种离子导体的电致发热方法和应用。

背景技术

电流通过导体会产生热量，即焦耳加热。现有技术多是利用电阻器20和电极30对外部介质10进行焦耳加热，如图1所示，然后将所生成的热量用作其他用途的，例如“热得快”，“电暖片”等。上述的焦耳加热多以热传导的方式进行，由于热传导通常需要一定的时间，故存在加热慢且加热不均匀的缺点。

而利用离子导体的焦耳加热相当于是让介质10(离子导体)通过电极30在电流作用下产生热量，如图2所示。所以利用离子导体的这种加热方式加热快速又均匀。现阶段对离子导体例如盐溶液、凝胶、聚合物电解质、离子导电陶瓷或饮用水直接进行焦耳加热的研究与应用几乎陷于停滞，这主要是由于电流通过离子导体时，容易导致电极-离子导体界面发生电化学反应(电化学反应会产生部分气泡，如图2所示)，从而影响加热效果。如何减弱或者消除电极-离子导体界面的电化学反应的发生是本领域所面临的一大难题，故现阶段还没有有效地利用离子导体进行焦耳加热的方法。

有鉴于此，特提出本发明以解决上述技术问题中的至少一个。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种离子导体的电致发热方法，该电致发热方法可减弱或避免电极-离子导体界面电化学反应的发生，实现对离子导体的快速、均匀加热。

本发明的第二目的在于提供上述离子导体的电致发热方法的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种离子导体的电致发热方法，包括以下步骤：

通过电极对离子导体施加特征频率对应的交流电压，用于实现离子导体的电致发热；

其中，所述特征频率为离子导体在电路相位角为-10°～10°时的频率。

进一步地，在本发明上述技术方案的基础之上，所述电路相位角为-5°～5°，优选为-2°～2°，进一步优选-1°～1°。

进一步地，在本发明上述技术方案的基础之上，所述特征频率通过以下方法得到：先测量出离子导体的电化学阻抗谱，再根据电化学阻抗谱获得离子导体在电路相位角为-10°～10°时的频率。

进一步地，在本发明上述技术方案的基础之上，测量离子导体的电化学阻抗谱时施加的电压振幅在1V以内，且不加偏压；

优选地，测量离子导体的电化学阻抗谱时施加的电压振幅为5-500mV；

优选地，采用阻抗仪测量离子导体的电化学阻抗谱。

进一步地，在本发明上述技术方案的基础之上，所述离子导体包括液态离子导体和/或固态离子导体；

优选地，所述液态离子导体包括盐溶液、离子液体、聚电解质溶液、含电解质的乳液或含电解质的悬浊液中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述固态离子导体包括离子凝胶、凝胶电解质、聚合物电解质或离子导电陶瓷中的任意一种或至少两种的组合。