CN219979613U - 一种风能液体燃料电池充能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及环保能源应用技术领域，具体涉及一种风能液体燃料电池充能装置，包括从上到下依次连接的竖直风车部、液体燃料充能部和三脚架，所述竖直风车部包括风车叶片和主发电机，所述液体燃料充能部包括内部中空的充电筒，所述充电筒内由中间的离子交换膜分开为左右两个腔室，所述充电筒的左腔室内填充有阳极液体，所述充电筒的右腔室内填充有阴极液体，所述阳极和阴极的充电电极分别插入对应所述充电筒左腔室和右腔室，所述主发电机的输入轴与所述风车叶片连接且正负输出电极分别与对应阳极的所述充电电极和阴极的所述充电电极电连接，本装置使用液体燃料电池代替锂电池，可以避免锂电池的充电速度慢，安全隐患高以及电池损耗大的缺点。
Description
技术领域
本实用新型涉及环保能源应用技术领域，具体涉及一种风能液体燃料电池充能装置。
背景技术
可再生能源，是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、地热能（包括地源和水源）海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此，可再生能源的开发利用，日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。由于日益严峻的环境问题国家正在倡导使用清洁的可再生能源，由于私家车的日益增大的规模导致尾气排放成为一种巨大的污染源，因此国家正在大力推广电动汽车。
然而电动汽车存在较多的问题，一是充电速度较慢，需要较长的充电时间，不像加油一样可以快速高效的充能，二是锂电池易燃危险度较高，锂电池在受到碰撞或高温会发生短路或燃烧，极难扑灭，是很大的安全隐患，三是锂电池在经过多次循环使用后会发生电量损耗，造成使用时间缩短的问题。
基于以上的缺点国内外研制了一种新型的液体燃料电池，这种电池是一种纳米流体，其中的纳米颗粒是电池活性材料，研发人员称之为纳米电燃料（Nanoelectrofuel，NEF），该液体燃料电池中的微小的电池活性颗粒可永久悬浮，可在定制的液流电池中多次充电和放电。纳米电燃料电池的运行容量比传统液流电池大得多，它还具有许多其他优势，其中包括热安全性、成本更低、效率更高、灵活性和适应性。高能量密度纳米电燃料的使用为跨学科的科学探索提供了广袤的空间，并有望彻底改变储能现状。
而清洁的可再生能源与液体燃料电池的结合是下一阶段的发展方向，由于可再生能源的低排放或零排放，与液体燃料电池结合可以显著的降低能源对自然资源的损耗，相比于锂电池更加安全、环保和无污染。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的碳排放量高，安全系数低，未能充分的与可再生能源结合的缺陷，提供一种风能液体燃料电池充能装置。
本实用新型的技术方案是：
一种风能液体燃料电池充能装置，包括从上到下依次连接的竖直风车部、液体燃料充能部和三脚架，所述竖直风车部包括风车叶片和主发电机，所述液体燃料充能部包括内部中空的充电筒，所述充电筒内由中间的离子交换膜分开为左右两个腔室，所述充电筒的左腔室内填充有阳极液体且侧壁上下分别设置有阳极液体注入口和阳极液体排出口，所述充电筒的右腔室内填充有阴极液体且侧壁上下分别设置有阴极液体注入口和阴极液体排出口，所述阳极和阴极的充电电极分别插入对应所述充电筒左腔室和右腔室，所述主发电机的输入轴与所述风车叶片连接且正负输出电极分别与对应阳极的所述充电电极和阴极的所述充电电极电连接，所述阳极液体注入口、阳极液体排出口、阴极液体注入口和阴极液体排出口分别与对应用电设备的燃料电池泵连接。
优选的，所述充电筒的内壁顶部设置有电压稳定器，阳极和阴极的所述充电电极分别与对应所述电压稳定器的两极电连接。
优选的，所述液体燃料充能部的底座上设置有温差发电机，所述温差发电机与所述电压稳定器电连接，所述温差发电机的顶部设置有由菲涅尔透镜构成的加热透镜，所述加热透镜的焦点指向温差发电机的顶部。
优选的，所述充电筒的外壁缠绕有加热丝，所述加热丝通过温敏传感器与所述电压稳定器电连接。
优选的，所述液体燃料充能部的底座侧边上转动连接有转动架，所述加热透镜与所述转动架可拆卸连接。
优选的，所述主发电机设置于所述竖直风车部的一侧，所述风车叶片的底部设置有圆盘形的转盘，传动皮带分别与所述转盘和所述主发电机的输入轴张紧连接，所述转盘的直径大于所述主发电机的输入轴直径。
本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：
本装置通过使用新型的液体燃料电池代替传统的锂电池，可以避免锂电池的充电速度慢，安全隐患高以及电池损耗大的缺点，并且利用可再生能源，降低了对自然不可再生能源的消耗。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为液体燃料充能部结构示意图；
图3为竖直风车部结构示意图；
图中：1-竖直风车部，11-风车叶片，12-转盘，13-传动皮带，14-主发电机；
2-液体燃料充能部，21-充电筒，211-电压稳定器，212-充电电极，213-离子交换膜，214-阳极液体注入口，215-阴极液体注入口，216-阳极液体排出口，217-阴极液体排出口，22-温差发电机，23-加热透镜，24-加热丝，25-转动架；
3-三脚架。
具体实施方式
以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
参照图1和图2所示，一种风能液体燃料电池充能装置，相比于传统的清洁能源充能装置，本设备使用了最新研发的液体燃料电池作为储能材料，可以更方便的利用可再生能源，加注到对应的新能源设备中，从而实现快速充能的功能，具体结构包括：从上到下依次连接的竖直风车部1、液体燃料充能部2和三脚架3，竖直风车部1包括风车叶片11和主发电机14，液体燃料充能部2包括内部中空的充电筒21，充电筒21内由中间的离子交换膜213分开为左右两个腔室，充电筒21的左腔室内填充有阳极液体且侧壁上下分别设置有阳极液体注入口214和阳极液体排出口216，充电筒21的右腔室内填充有阴极液体且侧壁上下分别设置有阴极液体注入口215和阴极液体排出口217，阳极和阴极的充电电极212分别插入对应充电筒21左腔室和右腔室，主发电机14的输入轴与风车叶片11连接且正负输出电极分别与对应阳极的充电电极212和阴极的充电电极212电连接，阳极液体注入口214、阳极液体排出口216、阴极液体注入口215和阴极液体排出口217分别与对应用电设备的燃料电池泵连接。
工作原理：
由于相比于传统的充电结构，本装置采用了液态的燃料电池代替了固态的电池，所以需要在用电设备上配备与正阴极适配的抽取泵和填充泵，从而可以将已经耗尽能量的燃料电池充入本装置，然后替换出来已经充好电的燃料电池。
1.操作人员将竖直风车部1、液体燃料充能部2和三脚架3连接并架设好，保证装置处于有风的位置，由于竖直风车部1的叶片为竖直所以不用专门调整装置的朝向。
2.操作人员关闭阳极液体排出口216和阴极液体排出口217，然后利用外部的燃料电池泵向充电筒21的左右腔室分别注入阳极液体和阴极液体，完成燃料电池的加注操作。
2.打开竖直风车部1的主发电机14，当有风吹过的时候，带动主发电机14的输入端转动，从而生成电流，电流通过充电电极212电离充电筒21内左腔室的阳极液体和右腔室的阴极液体，由于阳极液体的电子被电离并穿过离子交换膜213进入右腔室，导致阳极液体带正电而阴极液体带负电。
3.当充电完成后，操作人员打开阳极液体排出口216和阴极液体排出口217，将充能完毕的液体燃料电池存入储存箱或用电设备，然后充入新的待充能的液体燃料。
本装置通过使用新型的液体燃料电池代替传统的锂电池，可以避免锂电池的充电速度慢，安全隐患高以及电池损耗大的缺点，并且利用可再生能源，降低了对自然不可再生能源的消耗。
实施例二
参照图1和图2所示，与实施例一基本相同，所不同在于，充电筒21的内壁顶部设置有电压稳定器211，阳极和阴极的充电电极212分别与对应电压稳定器211的两极电连接，设置电压稳定器211的作用是保证充电过程的稳定，避免因为风力大小的波动导致充电时的电压波动过于剧烈从而损坏装置。
液体燃料充能部2的底座上设置有温差发电机22，温差发电机22与电压稳定器211电连接，温差发电机22的顶部设置有由菲涅尔透镜构成的加热透镜23，加热透镜23的焦点指向温差发电机22的顶部，设置温差发电机22的目的是减小主发电机14的负荷且可以进行辅助供电，保证了装置的稳定，菲涅尔透镜的特点是可以大幅度减小凸透镜的厚度，从而可以以较薄的厚度实现较厚凸透镜的聚焦效果，从而加热温差发电机的顶部，形成温差发电机的竖直方向的温度差，进而实现温差发电机的温差发电功能。
充电筒21的外壁缠绕有加热丝24，加热丝24通过温敏传感器与电压稳定器211电连接，设置加热丝24是为了保证在寒冷的天气下加热丝24可以根据温度自动启动，保证可以对液体燃料电池进行充能，不会因为温度过低破坏结构从而损失液体燃料电池和损坏装置。
液体燃料充能部2的底座侧边上转动连接有转动架25，加热透镜23与转动架25可拆卸连接，设置转动架25的作用是方便调整加热透镜23的方向，同时方便折叠收放。
实施例三
参照图1、图2和图3所示，与实施例二基本相同，所不同在于，主发电机14设置于竖直风车部1的一侧，风车叶片11的底部设置有圆盘形的转盘12，传动皮带13分别与转盘12和主发电机14的输入轴张紧连接，转盘12的直径大于主发电机14的输入轴直径，设置转盘12和传动皮带13的作用是形成变速传动结构，由于转盘12的直径大于主发电机14的输入轴直径，所以在传动皮带13的带动下会对转动进行加速，从而增加了主发电机14的转速。
本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种风能液体燃料电池充能装置，包括从上到下依次连接的竖直风车部、液体燃料充能部和三脚架，其特征在于，所述竖直风车部包括风车叶片和主发电机，所述液体燃料充能部包括内部中空的充电筒，所述充电筒内由中间的离子交换膜分开为左右两个腔室，所述充电筒的左腔室内填充有阳极液体且侧壁上下分别设置有阳极液体注入口和阳极液体排出口，所述充电筒的右腔室内填充有阴极液体且侧壁上下分别设置有阴极液体注入口和阴极液体排出口，所述阳极和阴极的充电电极分别插入对应所述充电筒左腔室和右腔室，所述主发电机的输入轴与所述风车叶片连接且正负输出电极分别与对应阳极的所述充电电极和阴极的所述充电电极电连接，所述阳极液体注入口、阳极液体排出口、阴极液体注入口和阴极液体排出口分别与对应用电设备的燃料电池泵连接。
2.根据权利要求1所述的一种风能液体燃料电池充能装置，其特征在于：所述充电筒的内壁顶部设置有电压稳定器，阳极和阴极的所述充电电极分别与对应所述电压稳定器的两极电连接。
3.根据权利要求2所述的一种风能液体燃料电池充能装置，其特征在于：所述液体燃料充能部的底座上设置有温差发电机，所述温差发电机与所述电压稳定器电连接，所述温差发电机的顶部设置有由菲涅尔透镜构成的加热透镜，所述加热透镜的焦点指向温差发电机的顶部。
4.根据权利要求3所述的一种风能液体燃料电池充能装置，其特征在于：所述充电筒的外壁缠绕有加热丝，所述加热丝通过温敏传感器与所述电压稳定器电连接。
5.根据权利要求4所述的一种风能液体燃料电池充能装置，其特征在于：所述液体燃料充能部的底座侧边上转动连接有转动架，所述加热透镜与所述转动架可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的一种风能液体燃料电池充能装置，其特征在于：所述主发电机设置于所述竖直风车部的一侧，所述风车叶片的底部设置有圆盘形的转盘，传动皮带分别与所述转盘和所述主发电机的输入轴张紧连接，所述转盘的直径大于所述主发电机的输入轴直径。
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