[发明专利]一种温差发电器件

权利要求书

1.一种温差发电器件，其特征在于，包括一个或多个离子P-N结、催化层、气体扩散层、集流单元；

所述离子P-N结包括一中间层以及分别设于所述中间层两侧的P型氢离子交换膜和N型阴离子交换膜；

所述P型氢离子交换膜和所述N型阴离子交换膜均为离子聚合物膜；

多个所述离子P-N结彼此首尾通过所述中间层相连；

所述催化层包括第一催化层、第二催化层；

所述集流单元包括第一集流单元、第二集流单元；

所述第一催化层、所述第二催化层分别设于所述离子P-N结中位于首尾的所述P型氢离子交换膜和所述N型阴离子交换膜上端；

所述气体扩散层设于所述催化层的外侧；

所述集流单元与设于所述气体扩散层的外侧；

所述中间层为水解离单元。

2.根据权利要求1所述的温差发电器件，其特征在于，所述中间层为双极膜。

3.根据权利要求2所述的温差发电器件，其特征在于，所述双极膜包括阴离子交换层、阳离子交换层以及设于两者之间的解离层；

所述解离层为水解离单元。

4.根据权利要求1所述的温差发电器件，其特征在于，所述P型氢离子交换膜选自全氟磺酸膜、氟化聚合物磺酸膜、非氟聚合物质子交换膜、复合质子交换膜中的一种；

优选地，所述N型阴离子交换膜为N型氢氧根离子交换膜；

优选地，所述N型氢氧根离子交换膜为含有季铵、胍基、咪唑鎓盐、季鏻、金属配合物、N-螺环季铵盐、哌啶和吡咯离子基团的聚合物膜中的一种；

优选地，所述氟化聚合物磺酸膜为Nafion；

优选地，所述非氟聚合物质子交换膜选自PBI/H₃PO₄。

5.根据权利要求3所述的温差发电器件，其特征在于，所述阴离子交换层与所述N型阴离子交换膜贴合；

所述阳离子交换层与所述P型氢离子交换膜贴合。

6.根据权利要求1所述的温差发电器件，其特征在于，所述中间层、所述解离层均为将水分子解离成氢离子和氢氧根离子的单元。

7.根据权利要求1所述的温差发电器件，其特征在于，所述中间层、所述解离层独立地选自石墨烯氧化物、金属氧化物、金属氢氧化物、离子聚合物、有机物BP-1中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的温差发电器件，其特征在于，所述催化层置于一富有H₂的空间环境内部；或，

置于一富有H₂的密封环境中；

优选地，所述第一催化层包括催化剂Ⅰ、粘结剂Ⅰ；

所述第二催化层包括催化剂Ⅱ、粘结剂Ⅱ；

优选地，所述催化剂Ⅰ选自铂、钯、铱、钌、铑中的至少一种；

优选地，所述催化剂Ⅰ选自铂族金属与镍、铬、钴、铜、钨、铁、铈、钼组成的合金催化剂；

优选地，所述催化剂Ⅰ为碳担载型；

优选地，所述粘结剂Ⅰ选自PTFE、PVDF、FEP、PFA、阳离子交换树脂中的至少一种；

优选地，所述阳离子交换树脂为全氟磺酸类、偏氟磺酸类、磺酸化后的碳氢类聚合物；

优选地，所述催化剂Ⅱ选自铂、钯、铱、钌基贵金属催化剂中的至少一种；

优选地，所述催化剂Ⅱ为镍基催化剂；

优选地，所述催化剂Ⅱ为碳担载型；

优选地，所述粘结剂Ⅱ选自PTFE、PVDF、FEP、PFA、阴离子交换树脂中的至少一种；

优选地，所述阴离子交换树脂选自带有季铵、胍基、咪唑鎓盐、季鏻、金属配合物、N-螺环季铵盐、哌啶和吡咯离子基团的离子聚合物中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的温差发电器件，其特征在于，所述气体扩散层由基底、涂覆层构成的微孔层；

优选地，所述基底选自碳纸、碳布、碳毡、金属网、泡沫金属中的一种；

优选地，所述涂覆层包括碳粉和粘结剂。

10.根据权利要求1所述的温差发电器件，其特征在于，所述集流单元与所述气体扩散层电子导通；

优选地，所述集流单元上设置有可与外部负载连接的集流点；

优选地，所述集流单元外侧设有端板；

优选地，所述端板内设有氢气流道。