[发明专利]一种液态热电池电解液及其制备方法和包含该电解液的热液电池

说明书

本发明公开了一种液态热电池电解液及其制备方法和包含该电解液的热液电池，涉及电池技术领域，尤其涉及一种液态热电池电解液，包括铁氰化钾、亚铁氰化钾、盐酸胍和有机物；所述电解液中铁氰化钾的摩尔浓度为0.65‑1.1mol/L；所述电解液中亚铁氰化钾的摩尔浓度为0.70‑0.95mol/L；所述电解液中盐酸胍的摩尔浓度为6‑8mol/L；所述电解液中有机物的摩尔浓度为0.1‑6.5mol/L。所述电解液中增加有机物的方式增加了整个系统的熵变化，在相同的温差下能产生更高的开路电压，达到了更高的热电转换效率。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种液态热电池电解液及其制备方法和包含该电解液的热液电池。

背景技术

在全球各类能源中，环境能的总值占据了能源总量中重要的一部分。其中工厂余热、海洋热能、人体表面等低温热能能量丰富、种类多样、能量总值高，近几年得到了广泛关注。实际上，低温热能由于能量较低且容易消散，收集较为困难，而液态热电池可以将低温热能很好地利用起来，通过热电技术来进行低温热能的收集并将其转化为电能。

目前液态热电池的电解液多数是铁氰化钾和亚铁氰化钾的混合，制得的液态热电池具有以下缺点：1)离子电导率低；2)质量传输差；3)电解液体系固定，发电效果提升空间有限；4)体系外的其他物质过于单一，发电效果较差；5)由于热源与周围环境之间的温差有限。

因此，在温差一定的条件下，需要开发一种高电化学热电势的液态热电池，从增加了整个系统的熵变化角度提升发电效果及热电转换效率，解决液态热电池热电转换效率低的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种液态热电池电解液，所述电解液中增加有机物的方式增加了整个系统的熵变化，在相同的温差下能产生更高的开路电压，达到了更高的热电转换效率。

本发明的第二个目的在于提供一种液态热电池电解液的制备方法，所述制备方法具有制备过程简单、成本低的优点。

本发明的第三个目的在于提供一种热液电池，所述热液电池具有50K温差下，单个液态热电池的开路电压最高可达106.1mV，短路电流最高可达5.3mA。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种液态热电池电解液，包括铁氰化钾、亚铁氰化钾、盐酸胍和有机物；

所述电解液中铁氰化钾的摩尔浓度为0.65-1.1mol/L；

所述电解液中亚铁氰化钾的摩尔浓度为0.70-0.95mol/L；

所述电解液中盐酸胍的摩尔浓度为6-8mol/L；

所述电解液中有机物的摩尔浓度为0.1-6.5mol/L。

通过采用上述技术方案：由于采用在铁氰化钾K₃Fe(CN)₆、亚铁氰化钾K₄Fe(CN)₆和盐酸胍GdmCl的基础上添加有机物制成液态热电池的电解液，通过增加有机物的方式增加了整个系统的熵变化，因此，产生了较高的热电势，在相同的温差下能产生更高的开路电压，进而达到了更高的热电转换效率。

进一步地，所述有机物选自多元醇或n,n-二甲基乙酰胺C₄H₉NO，当有机物为n,n-二甲基乙酰胺C₄H₉NO时，所述有机物的摩尔浓度为0.1-3mol/L。