CN115133182A - 一种储能-发电-盐水淡化一体化装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种储能‑发电‑盐水淡化一体化装置，所述装置包括：发电装置，采用盐水作为电解液，包括：负极；正极，环绕所述负极外表面；隔膜，设置于所述正极和负极之间；隔离内胆，设置于所述负极内，所述隔离内胆为有底空心柱体，被配置为隔离所述负极内表面和盐水以及容纳盐水；淡化装置，设置于所述负极内，所述淡化装置包括互不接触的第一极板和第二极板，所述第一极板与所述负极电连接，所述第二极板与所述正极电连接，所述淡化装置被配置为在被所述发电装置供电时淡化盐水。本申请将发电装置和淡化装置巧妙结合，能够同时具有长时间持续发电、长时间储能和淡化盐水的功能，且装置携带方便，容易操作。

Description

一种储能-发电-盐水淡化一体化装置

技术领域

本申请涉及电化学电源技术领域，尤其涉及一种储能-发电-盐水淡化一体化装置。

背景技术

近年来，全球气候变暖趋势急剧猛增，旱涝、海啸及地震等极端天气事件频发，随着应急设备的应用环境日趋严苛和极限性能急剧提升，极端条件下应急设备的研发及应用受到国内外学者的广泛关注。极端条件下可一同实现生产淡水资源与电力能源的便携式应急设备的需求成为当下亟待解决的问题之一。

常见的应急发电设备例如为柴油发电机。但柴油发电机体积大、质量重、故障频率高，且柴油发电机油罐易被明火点燃发生爆炸，安全性不高。金属/空气(海水)电池只需通过金属与空气中的氧气(海水)发生化学反应即可产生电能。金属/空气(海水)电池具有诸多优点，一方面可以作为应急发电装备，只需使用海水或淡盐水激活即可实现随时随地长时间持续发电，且该电池的工作环境温度区间广，-30℃～80℃均可正常工作，为户外作业用电提供保障；另一方面可以作为备用电源，该电池只要不注入水，就不会发生自放电的情况，因此可长时间存储，其储备寿命可长达10～20年；此外金属合金密度小、质量轻且铸造性能良好，因此便于携带，方便在户外使用。

常见的海水淡化方法例如为蒸馏法。但蒸馏法中的多级闪蒸技术操作温度高，能耗较大且在操作过程中容易对设备结垢和腐蚀。同时该方法使用的装备依然体积较大，不便于携带。而基于电池的海水淡化装置不仅可以把盐离子从海水中分离出来，而且该装置可大可小，能够应用于不同场所。

然而若仅将储能、发电功能的金属/空气(海水)电池和除盐功能的储能电池或极板简单连接，则两者处于分离状态，在使用过程中不仅需要为两个结构分别另做专属外壳来保护其不受挤压，还需找其他容器合理处置淡化水与盐水，这些额外的结构与步骤无法满足极端条件下应急装置所必备的便携、易操作等特点。因此设计一款将功能与结构有机结合的集发电、储能、除盐功能于一体的易操作便携式应急装置成为当下急需解决的重点与难点。

发明内容

本申请提供一种储能-发电-盐水淡化一体化装置，能够同时具有长时间持续发电、长时间储能和淡化盐水的功能，且装置携带方便，容易操作。

本申请提供一种储能-发电-盐水淡化一体化装置，包括：发电装置，采用盐水作为电解液，所述发电装置包括：负极，所述负极为空心柱体，所述负极底部设置有排液口；正极，环绕所述负极外表面；隔膜，设置于所述正极和负极之间；隔离内胆，设置于所述负极内，完全覆盖所述负极内表面，所述隔离内胆为有底空心柱体，被配置为隔离所述负极内表面和盐水以及容纳盐水；淡化装置，设置于所述负极内，所述淡化装置包括互不接触的第一极板和第二极板，所述第一极板与所述负极电连接，所述第二极板与所述正极电连接，所述淡化装置被配置为在被所述发电装置供电时淡化盐水。

在本申请的一些实施例中，所述负极为无底空心柱体，所述正极为无底空心柱体，所述排液口位于所述负极和正极和隔离内胆的侧面底部。

在本申请的一些实施例中，所述负极为有底空心柱体，所述正极为有底空心柱体，所述排液口位于所述负极和正极和隔离内胆的底部中心。

在本申请的一些实施例中，所述正极和负极之间还设置有用于存放盐的腔体。

在本申请的一些实施例中，所述隔离内胆的材料包括：聚合物材料、有机物、金属、非金属的无机物中的至少一种。

在本申请的一些实施例中，所述装置还包括：设置于所述负极上的负极耳和设置于所述第一极板上的第一极耳，所述负极和所述第一极板通过所述负极耳和所述第一极耳电连接；设置于所述正极上的正极耳和设置于所述第二极板上的第二极耳，所述正极和所述第二极板通过所述正极耳和所述第二极耳电连接。

在本申请的一些实施例中，所述负极耳和所述第一极耳通过电线电连接；所述正极耳和所述第二极耳通过电线电连接。

在本申请的一些实施例中，所述装置还包括：开关控制器，设置于所述负极上，被配置为控制所述正极耳和所述第二极耳之间的电线连接或断开。

在本申请的一些实施例中，所述正极内表面和所述负极外表面设置有用于增加表面积的结构。

在本申请的一些实施例中，所述第一极板为半环形柱体，所述第二极板和所述第一极板的形状与尺寸完全相同，所述第一极板和所述第二极板相对设置。

在本申请的一些实施例中，所述第一极板为环形柱体，所述第二极板为环形柱体，所述第二极板位于所述第一极板内。

在本申请的一些实施例中，所述淡化装置低于所述负极上表面。

在本申请的一些实施例中，所述正极低于所述负极上表面。

在本申请的一些实施例中，所述负极的材料包括：镁、铝、锌中的至少一种；所述正极的材料包括：泡沫镍、镍网、碳纤维毡、不锈钢网中的任意一种，所述正极上还担载有氧化还原反应催化剂，所述氧化还原反应催化剂包括：过渡金属硫化物、过渡金属碳化物、过渡金属磷化物、过渡金属氢氧化物中的至少一种；所述隔膜的材料包括：聚乙烯膜、聚乙烯醇膜、聚丙烯膜、Nafion膜、亲水聚四氟乙烯膜中的任意一种。

在本申请的一些实施例中，所述第一极板的材料包括集流体和位于集流体表面的吸附材料，所述集流体的材料包括石墨片、镍网、不锈钢网、泡沫镍，所述吸附材料包括：活性炭、石墨烯、碳纳米管中的任意一种；所述第二极板的结构和材料与所述第一极板完全相同。

在本申请的一些实施例中，所述第一极板的材料包括第一集流体和位于第一集流体表面的第一材料，所述第一集流体的材料包括：Ti、Pb、Ni、Ag、不锈钢、石墨纸、碳纸中的至少一种，所述第一材料包括：活性炭、MoO₃、Na_0.44MnO₂、NaTi₂(PO₄)₃、NaV₃(PO₄)₃、Na₂VTi(PO₄)₃、Na₃MnTi(PO₄)₃、聚酰亚胺、蒽醌结构聚合物、锰基普鲁士蓝、MOFs、MoS₂的至少一种；所述第二极板的材料包括第二集流体和位于第二集流体表面的第二材料，所述第二集流体的材料包括：Ni、Ti、Pb、Ag、不锈钢、石墨纸、碳纸中的至少一种，所述第二材料包括：活性炭、石墨、碳纳米管、氯氧化物、有机聚合物、夹层化合物、生物陶瓷材料、Mn₃O₄、Zn_0.2Mn₃O₄、Ag、氧化钛中的至少一种。

本申请提供一种储能-发电-盐水淡化一体化装置，将能够发电的发电装置和能够除盐的淡化装置巧妙结合在一起，能够同时具有长时间持续发电、长时间储能和淡化盐水的功能，且装置携带方便，容易操作。

附图说明

以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的发明意图。应当理解，附图未按比例绘制。

其中：

图1为本申请一些实施例所述的一体化装置的结构示意图；

图2为本申请一些实施例所述的一体化装置的纵截面示意图；

图3为本申请另一些实施例所述的一体化装置的结构示意图；

图4为本申请另一些实施例所述的一体化装置的纵截面示意图。

具体实施方式

以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。

下面结合实施例和附图对本发明技术方案进行详细说明。

图1为本申请一些实施例所述的一体化装置的结构示意图。图2为本申请一些实施例所述的一体化装置的纵截面示意图。

参考图1和图2所示，本申请实施例所述的一体化装置包括：发电装置，采用盐水作为电解液，所述发电装置包括：负极1，所述负极1为空心柱体，所述负极1底部设置有排液口；正极3，环绕所述负极1外表面；隔膜5，设置于所述正极3和负极1之间；隔离内胆11，设置于所述负极1内，完全覆盖所述负极1内表面，所述隔离内胆11为有底空心柱体，被配置为隔离所述负极内表面和盐水以及容纳盐水；淡化装置，设置于所述负极1内，所述淡化装置包括互不接触的第一极板6和第二极板8，所述第一极板6与所述负极1电连接，所述第二极板8与所述正极3电连接，所述淡化装置被配置为在被所述发电装置供电时淡化盐水。

本申请实施例所述的一体化装置的工作原理为：将所述正极3和隔膜5浸泡于盐水中或者使用盐水浸润所述隔膜5，所述负极1与盐水发生反应放电，所述发电装置产生的电既可以直接供给所述淡化装置也可以用于外接，例如外接给手机充电；当所述发电装置给所述淡化装置供电时，所述第一极板6和第二极板8分别吸纳容纳于所述负极1中的盐水中的阴离子和阳离子，从而起到对盐水脱盐和净化的目的，待溶液浓度降至一定程度，即可得到可饮用的淡化水。需要说明的是，本申请实施例所述的盐水指的是广义上的盐类化合物的水溶液，而不仅仅是狭义上的氯化钠溶液。例如，所述盐水可以是海水。

此外，当负极1中的淡水饮用完后，重新向负极1中注入盐水并断开发电装置和淡化装置之间的电连接，所述第一极板6和第二极板8自动短路，此时吸附在所述第一极板6和第二极板8上的带电粒子将从极板脱落释放至盐水溶液，再随盐水一起从装置底部的排液口排出，即可实现所述第一极板6和第二极板8的再生和循环使用。

继续参考图1和图2所示，所述正极3的材料包括：泡沫镍、镍网、碳纤维毡、不锈钢网中的任意一种。所述正极3上还担载有氧化还原反应催化剂，所述氧化还原反应催化剂包括：过渡金属硫化物、过渡金属碳化物、过渡金属磷化物、过渡金属氢氧化物中的至少一种。泡沫镍、镍网、碳纤维毡、不锈钢网可以使电池性能成倍提高、孔隙度高、比表面积大，所以能降低能耗，提高效率。

参考图1和图2所示，在本申请的一些实施例中，所述正极3为无底空心柱体。减少正极3的体积可以减少整体装置的重量，提高便携性。所述正极3环绕于所述负极1，与负极1一起组成发电装置，因此，所述正极3的形状和尺寸与负极1适配即可。所述排液口位于所述负极1和正极3和隔离内胆11的底部中心或者侧面底部。

图3为本申请另一些实施例所述的一体化装置的结构示意图。图4为本申请另一些实施例所述的一体化装置的纵截面示意图。

参考图3和图4所示，在本申请的另一些实施例中，所述正极3可以为有底空心柱体。一方面，可以增加隔膜5的体积，增加正极3和负极1之间能够容纳的盐水的量，提高发电量以及发电效率；另一方面，在所述正极3和负极1之间还设置有用于存放盐13的腔体，装置自身具有存盐，在外部环境没有盐水只有淡水的情况下也能使用淡水进行发电。所述盐13为颗粒状。

在本申请的一些实施例中，所述正极3的外径为76-80毫米，内径为75-79毫米，厚度为1-5毫米。

继续参考图1和图2所示，在本申请的一些实施例中，所述负极1可以是有底空心柱体或者无底空心柱体，所述负极1的材料包括：镁、铝、锌中的至少一种及其合金。所述负极1的材料主要为能够与盐水发生反应放电的材料。金属材料及其合金密度小，铸造性能好，且具有较好的机械强度，能够保护负极内放置的第一电极、第二电极不受挤压损坏，能够降低装置的整体重量，提高便携性。进一步的，金属材料中的镁、铝、锌反应活性高，且密度较小，因此可以作为所述负极1的优选材料。

在本实施例中，所述负极1为有底空心柱体，例如有底空心圆柱体或者有底空心方形柱体等。所述负极1中的空心腔体可以用于容纳淡化装置以及需要淡化的盐水。

在本申请的一些实施例中，所述负极1的外径为73-77毫米，内径为72-76毫米，厚度为1-5毫米。

继续参考图1和图2所示，在本申请的一些实施例中，所述隔膜5的材料包括：聚乙烯膜、聚乙烯醇膜、聚丙烯膜、Nafion膜(全氟化膜)、亲水聚四氟乙烯膜中的任意一种。所述隔膜5用于吸附盐水作为电解液，因此所述隔膜5优选为吸水性能强的材料。

所述隔膜5的形状和尺寸与所述正极1的形状和尺寸适配。

在本申请的一些实施例中，所述隔膜5的外径为75-76毫米，内径为74.5-75.5毫米，厚度为0.5-1.5毫米。

在本申请的一些实施例中，所述正极参与反应的材料为空气，负极参与反应的材料为镁合金，隔膜的材料为亲水聚四氟乙烯膜，作为电解液的盐水为海水。

正极发生的反应为：O₂+2H₂O+4e^-→4OH^-

负极发生的反应为：Mg→Mg²⁺+2e^-

电池总反应：

继续参考图1和图2所示，所述隔离内胆11设置于所述负极1内，完全覆盖所述负极1内表面，被配置为隔离所述负极1内表面和盐水以及容纳盐水。盐水可能腐蚀所述负极1的内表面，因此需要所述隔离内胆11来保护所述负极1的内表面不被腐蚀。

在本申请的一些实施例中，所述隔离内胆11的材料包括：聚合物材料、有机物(塑料、油漆、高分子化合物等)、金属(Zn、Sn、Cd、Pb、Al等)、非金属的无机物(氧化物、磷酸盐、硅酸盐、胶泥等)中的至少一种。

在本申请的一些实施例中，所述隔离内胆11的外径为74毫米，内径为73.9毫米，厚度为0.1毫米。

在本申请的一些实施例中，所述正极3、负极1、隔膜5和隔离内胆11相互通过点接式粘贴或机械固定(多孔带子捆绑)的方式连接。当所述正极3、负极1、隔膜5和隔离内胆11中的任意结构损坏或者达到使用寿命时，都可以方便的进行更换。

继续参考图1和图2所示，在本申请的一些实施例中，所述盐水淡化装置还包括：设置于所述负极1上的负极耳2和设置于所述第一极板6上的第一极耳7，所述负极1和所述第一极板6通过所述负极耳2和所述第一极耳7电连接；设置于所述正极3上的正极耳4和设置于所述第二极板8上的第二极耳9，所述正极3和所述第二极板8通过所述正极耳4和所述第二极耳9电连接。具体地，例如，所述负极耳2和所述第一极耳7可以通过电线电连接；所述正极耳4和所述第二极耳9可以通过电线电连接。

继续参考图1和图2所示，在本申请的一些实施例中，所述盐水淡化装置还包括：开关控制器控制器10，设置于所述负极1上，被配置为控制所述正极耳4和所述第二极耳9之间的电线连接或断开，进而控制所述发电装置和所述淡化装置之间电连通或者断开。需要说明的是，出于简洁的目的，附图中仅示出所述开关控制器10以及电线的示意图，用于表明所述开关控制器10和电线的功能以及与其他结构的连接关系，实际上，所述开关控制器10设置于所述负极1上表面或者外表面，所述电线可以为内置或者外部连接。

当所述开关控制器10导通时，所述发电装置和所述淡化装置将分别处于发电和除盐(同时储能)的工作状态；当所述开关控制器10断开时，所述发电装置和所述淡化装置可将前期存储的电能供给外部设备，用作应急电源，例如给手机充电。

在本申请的一些实施例中，所述正极3内表面和所述负极1外表面设置有用于增加表面积的结构。这样做可以增加所述正极3和所述负极1之间的隔膜5的体积以及能够容纳或吸附的盐水的量，从而增加所述发电装置的发电量以及发电效率。

在本申请的一些实施例中，所述正极3内表面和所述负极1外表面可以设置有若干凸起，例如圆柱状凸起、金字塔形凸起，环形凸起，螺纹状凸起等。所述隔膜5的内表面和外表面可以为分别与所述若干凸起对应的结构，使得所述隔膜5和所述负极1和正极3完美嵌合。

在本申请的一些实施例中，所述正极3内表面和所述负极1外表面设置有若干小孔，例如圆形小孔、方形小孔、金字塔形小孔等。所述隔膜5的内表面和外表面可以为分别与所述若干凸起对应的结构，使得所述隔膜5和所述负极1和正极3完美嵌合。

继续参考图1和图2所示，在本申请的一些实施例中，所述第一极板6为半环形柱体，所述第二极板8和所述第一极板6的形状与尺寸完全相同，所述第一极板6和所述第二极板8相对设置。所述第一极板6和所述第二极板8用于吸纳盐水中的阴离子和阳离子，因此所述第一极板6和所述第二极板8的表面积要尽量大，以提高吸附能力。

在本申请的另一些实施例中，所述第一极板6为环形柱体，所述第二极板8为环形柱体，所述第二极板8位于所述第一极板6内。这样的设置可以增加所述第一极板6和所述第二极板8的表面积以及减少所述第一极板6和所述第二极板8之间的间距，提高淡化盐水的能力。

在本申请的一些实施例中，所述第一极板6和所述第二极板8的底部与所述隔离内胆11通过底部粘附或辅助的机械方法连接(隔离内胆底部可做与两极板尺寸匹配的凹槽以嵌入式的形式固定极板)。

在本申请的一些实施例中，所述淡化装置吸纳盐水中的阴离子和阳离子的原理是电吸附，当所述第一极板6和第二极板8通电时，盐水中的阴离子和阳离子在电场力和浓度梯度作用下分别向所述第一极板6和第二极板8迁移并被吸附到所述第一极板6和第二极板8的表面形成双电层，从而达到脱盐和净化的目的。因此所述第一极板6的材料包括集流体和位于集流体表面的吸附材料，所述集流体的材料包括导电性好、不易电解的石墨片、镍网、不锈钢网、泡沫镍，所述吸附材料包括：活性炭、石墨烯、碳纳米管中的任意一种；所述第二极板的结构和材料与所述第一极板完全相同。盐水作为电解液。

在本申请的一些实施例中，所述淡化装置吸纳盐水中的阴离子和阳离子的原理是电极嵌入反应，所述淡化装置为水系双离子电池，当所述第一极板6和第二极板8通电时，盐水中的阴离子、阳离子分别进入第二极板8和第一极板6并发生化学反应从而达到脱盐和净化的目的。因此，所述第一极板6的材料包括负极集流体和位于负极集流体表面的负极材料，所述负极集流体的材料包括：Ti、Pb、Ni、Ag、不锈钢、石墨纸、碳纸中的至少一种，所述负极材料包括：活性炭、氧化物(MoO₃、Na_0.44MnO₂)、磷酸盐(NaTi₂(PO₄)₃、NaV₃(PO₄)₃、Na₂VTi(PO₄)₃、Na₃MnTi(PO₄)₃)、有机物(聚酰亚胺、蒽醌结构聚合物[poly(2-vinyl anthraquinone)，PVAQ])、锰基普鲁士蓝、MOFs、MoS₂的至少一种；所述第二极板8的材料包括正极集流体和位于正极集流体表面的正极材料，所述正极集流体的材料包括：Ni、Ti、Pb、Ag、不锈钢、石墨纸、碳纸中的至少一种，所述正极材料包括：活性炭、石墨、碳纳米管、氯氧化物(BiOCl、FeOCl、VOCl)、有机聚合物(氯离子掺杂的聚吡咯(PPyCl))、夹层化合物(CoFe-LDH)、生物陶瓷材料、Mn₃O₄、Zn_0.2Mn₃O₄、Ag、氧化钛(金红石型、锐钛矿型、板钛矿型)中的至少一种。

在本申请的一些实施例中，所述第一极板的材料为NaTi₂(PO₄)₃，第二极板的材料为Zn_0.2Mn₃O₄，需要被淡化的盐水为海水。

所述第一极板处的反应为：NaTi₂(PO₄)₃+2Na⁺+2e^-→Na₃Ti₂(PO₄)₃

所述第二极板处的反应为：Zn_0.2Mn₃O₄+1.7Cl^--1.7e^-→Zn_0.2Mn₃O₄Cl_1.7

继续参考图1和图2所示，在本申请的一些实施例中，所述淡化装置(所述第一极板6和第二极板8)低于所述负极1上表面。这样当所述负极1中容纳盐水时，所述淡化装置才可以完全浸泡在盐水中，提高淡化装置和盐水的接触面积，提高淡化盐水的效率。

继续参考图1和图2所示，在本申请的一些实施例中，所述正极3低于所述负极1上表面。这样是为了使得正极3和隔膜5可以浸泡在盐水中，而不导致盐水漫过负极1的上表面进入到负极1内，干扰负极1内的盐水淡化进程。

继续参考图1和图2所示，所述盐水淡化装置还包括：阀门12，用于控制所述负极1底部的排液口的打开和关闭。所述阀门12也可以替换成橡胶塞等其他具有控制所述排液口打开和关闭的功能的结构。例如，具有管盖的塑料管。

在本申请的一些实施例中，为了进一步提高淡化后的盐水的饮用效果，还可以在所述排液口处设置过滤装置，用于过滤淡化后的盐水中的杂质。所述过滤装置可以单独设置于所述排液口，也可以集成于所述阀门或者橡胶塞等控制所述排液口打开和关闭的结构中。

在本申请的一些实施例中，所述盐水淡化装置的总重量约为80g。具体地，可以根据适用的场景选择装置整体尺寸，例如需要随身便携时，可以选择尺寸较小重量较轻的装置；可以由车载时，可以选择尺寸较大重量较大但发电量大淡化盐水量大的装置。

为解决现有技术中发电与除盐两项工作无法同时进行，且两者工作装置无法有机结合、便捷式携带困难、不易操作等不足之处。本申请的技术方案提供了一种储能-发电-盐水淡化一体化装置，该装置一方面可以实现随时随地长时间持续发电且贮存周期可达数十年，一方面又兼具了对盐水淡化的除盐功能，以此得到可以饮用的淡化水；同时该装置整体充分考虑了在极端条件下操作的可行性和使用的便捷性，装置整体体积可大可小，且金属合金由于具有密度小、质量轻、机械强度高的特点，不仅用作金属/空气(海水)电池的负极，又可以作为承装盐水或淡水的容器，同时还可以起到保护内层除盐-储能电池不受挤压的作用。这种将功能与结构有机结合的集发电、储能、除盐功能于一体的易操作便携式应急装置对极端条件下淡水资源和电力能源的短缺起到极大应急作用。

本申请提供一种储能-发电-盐水淡化一体化装置，将能够发电的发电装置和能够除盐的淡化装置巧妙结合在一起，能够同时具有长时间持续发电、长时间储能和淡化盐水的功能，且装置携带方便，容易操作。

综上所述，在阅读本申请内容之后，本领域技术人员可以明白，前述申请内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改都在本申请的示例性实施例的精神和范围内。

应当理解，本实施例使用的术语″和/或″包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意或全部组合。应当理解，当一个元件被称作″连接″或″耦接″至另一个元件时，其可以直接地连接或耦接至另一个元件，或者也可以存在中间元件。

还应当理解，术语″包含″、″包含着″、″包括″或者″包括着″，在本申请文件中使用时，指明存在所记载的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

还应当理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在没有脱离本申请的教导的情况下，在一些实施例中的第一元件在其他实施例中可以被称为第二元件。相同的参考标号或相同的参考标记符在整个说明书中表示相同的元件。

此外，本申请说明书通过参考理想化的示例性截面图和/或平面图和/或立体图来描述示例性实施例。因此，由于例如制造技术和/或容差导致的与图示的形状的不同是可预见的。因此，不应当将示例性实施例解释为限于在此所示出的区域的形状，而是应当包括由例如制造所导致的形状中的偏差。因此，在图中示出的区域实质上是示意性的，其形状不是为了示出器件的区域的实际形状也不是为了限制示例性实施例的范围。

Claims (16)

1.一种储能-发电-盐水淡化一体化装置，其特征在于，包括：

发电装置，采用盐水作为电解液，所述发电装置包括：

负极，所述负极为空心柱体，所述负极底部设置有排液口；

正极，环绕所述负极外表面；

隔膜，设置于所述正极和负极之间；

隔离内胆，设置于所述负极内，完全覆盖所述负极内表面，所述隔离内胆为有底空心柱体，被配置为隔离所述负极内表面和盐水以及容纳盐水；

淡化装置，设置于所述负极内，所述淡化装置包括互不接触的第一极板和第二极板，所述第一极板与所述负极电连接，所述第二极板与所述正极电连接，所述淡化装置被配置为在被所述发电装置供电时淡化盐水。

2.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述负极为无底空心柱体，所述正极为无底空心柱体，所述排液口位于所述负极和正极和隔离内胆的侧面底部。

3.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述负极为有底空心柱体，所述正极为有底空心柱体，所述排液口位于所述负极和正极和隔离内胆的底部中心。

4.如权利要求3所述的一体化装置，其特征在于，所述正极和负极之间还设置有用于存放盐的腔体。

5.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述隔离内胆的材料包括：聚合物材料、有机物、金属、非金属的无机物中的至少一种。

6.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，还包括：设置于所述负极上的负极耳和设置于所述第一极板上的第一极耳，所述负极和所述第一极板通过所述负极耳和所述第一极耳电连接；设置于所述正极上的正极耳和设置于所述第二极板上的第二极耳，所述正极和所述第二极板通过所述正极耳和所述第二极耳电连接。

7.如权利要求6所述的一体化装置，其特征在于，所述负极耳和所述第一极耳通过电线电连接；所述正极耳和所述第二极耳通过电线电连接。

8.如权利要求7所述的一体化装置，其特征在于，还包括：开关控制器，设置于所述负极上，被配置为控制所述正极耳和所述第二极耳之间的电线连接或断开。

9.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述正极内表面和所述负极外表面设置有用于增加表面积的结构。

10.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述第一极板为半环形柱体，所述第二极板和所述第一极板的形状与尺寸完全相同，所述第一极板和所述第二极板相对设置。

11.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述第一极板为环形柱体，所述第二极板为环形柱体，所述第二极板位于所述第一极板内。

12.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述淡化装置低于所述负极上表面。

13.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述正极低于所述负极上表面。

14.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述负极的材料包括：镁、铝、锌中的至少一种；所述正极的材料包括：泡沫镍、镍网、碳纤维毡、不锈钢网中的任意一种，所述正极上还担载有氧化还原反应催化剂，所述氧化还原反应催化剂包括：过渡金属硫化物、过渡金属碳化物、过渡金属磷化物、过渡金属氢氧化物中的至少一种；所述隔膜的材料包括：聚乙烯膜、聚乙烯醇膜、聚丙烯膜、Nafion膜、亲水聚四氟乙烯膜中的任意一种。

15.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述第一极板的材料包括集流体和位于集流体表面的吸附材料，所述集流体的材料包括石墨片、镍网、不锈钢网、泡沫镍，所述吸附材料包括：活性炭、石墨烯、碳纳米管中的任意一种；所述第二极板的结构和材料与所述第一极板完全相同。

16.如权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述第一极板的材料包括第一集流体和位于第一集流体表面的第一材料，所述第一集流体的材料包括：Ti、Pb、Ni、Ag、不锈钢、石墨纸、碳纸中的至少一种，所述第一材料包括：活性炭、MoO₃、Na_0.44MnO₂、NaTi₂(PO₄)₃、NaV₃(PO₄)₃、Na₂VTi(PO₄)₃、Na₃MnTi(PO4)₃、聚酰亚胺、蒽醌结构聚合物、锰基普鲁士蓝、MOFs、MoS₂的至少一种；所述第二极板的材料包括第二集流体和位于第二集流体表面的第二材料，所述第二集流体的材料包括：Ni、Ti、Pb、Ag、不锈钢、石墨纸、碳纸中的至少一种，所述第二材料包括：活性炭、石墨、碳纳米管、氯氧化物、有机聚合物、夹层化合物、生物陶瓷材料、Mn₃O₄、Zn_0.2Mn₃O₄、Ag、氧化钛中的至少一种。

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