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1. (WO2018001051) DESIGN METHOD FOR ENERGY STORAGE DEVICE INTEGRATED PHOTOELECTROCHOMICAL WATER DECOMPOSITION BATTERY
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Pub. No.: WO/2018/001051 International Application No.: PCT/CN2017/087373
Publication Date: 04.01.2018 International Filing Date: 07.06.2017
IPC:
C25B 1/10 (2006.01) ,H01M 14/00 (2006.01)
C CHEMISTRY; METALLURGY
25
ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
B
ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON- METALS; APPARATUS THEREFOR
1
Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
02
of hydrogen or oxygen
04
by electrolysis of water
10
in diaphragm cells
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
M
PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
14
Electrochemical current or voltage generators not provided for in groups H01M6/-H01M12/125; Manufacture thereof
Applicants: INSTITUTE OF METAL RESEARCH CHINESE ACADEMY OF SCIENCES[CN/CN]; No. 72, Wenhua Road, Shenhe District Shenyang, Liaoning 110016, CN
Inventors: LIU, Gang; CN
ZHEN, Chao; CN
CHEN, Runze; CN
CHENG, Huiming; CN
Agent: SHENYANG UPDATE INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY; Room 1918, Tianshui E Cheng 6-1 Sanyi Street, Hunnan New District Shenyang, Liaoning 110180, CN
Priority Data:
201610473764.127.06.2016CN
Title (EN) DESIGN METHOD FOR ENERGY STORAGE DEVICE INTEGRATED PHOTOELECTROCHOMICAL WATER DECOMPOSITION BATTERY
(FR) PROCÉDÉ DE CONCEPTION POUR UNE BATTERIE PHOTO-ÉLECTROCHIMIQUE À DÉCOMPOSITION DE L'EAU INTÉGRÉE DANS UN DISPOSITIF DE STOCKAGE D'ÉNERGIE
(ZH) 一种储能器件集成式光电化学水分解电池的设计方法
Abstract:
(EN) Provided is a design method for an energy storage device integrated photoelectrochomical water decomposition battery. A n-type semiconductor photo-anode is connected with a negative electrode of the energy storage device, and a p-type semiconductor photo-cathode is connected with a positive electrode of the energy storage device; and the electrodes is separated in different electrolytes by a proton exchange membrane to form an energy storage device integrated photoelectrochomical water decomposition battery. A photo-generated hole generated by the excited n-type semiconductor photo-anode diffuses to the surface to oxidize water to release oxygen, whereas a photo-generated electron is transferred to the negative electrode of the energy storage device through an external circuit to implement charging of the negative electrode; the photo-generated electron generated by the excited p-type semiconductor photo-cathode reduces the water to release hydrogen, and the photo-generated hole is transferred to the positive electrode of the energy storage device through the external circuit to implement charging of the positive electrode. The method stores the photo-generated electric charges, which are directly compounded in the external circuit of a traditional photoelectrochomical battery, in the energy storage device in the form of electric energy, thereby effectively improving the solar energy conversion efficiency.
(FR) Cette invention concerne un procédé de conception pour une batterie photo-électrochimique à décomposition de l'eau intégrée dans un dispositif de stockage d'énergie. Une photo-anode semi-conductrice de type n est connectée à une électrode négative du dispositif de stockage d'énergie, et une photo-cathode semi-conductrice de type p est connectée à une électrode positive du dispositif de stockage d'énergie ; et les électrodes sont séparées dans différents électrolytes par une membrane échangeuse de protons pour former une batterie photo-électrochimique à décomposition de l'eau intégrée dans un dispositif de stockage d'énergie. Un trou photo-généré généré par la photo-anode semi-conductrice de type n excitée se diffuse sur la surface pour oxyder l'eau de sorte à libérer de l'oxygène, tandis qu'un électron photo-généré est transféré à l'électrode négative du dispositif de stockage d'énergie par l'intermédiaire d'un circuit externe pour mettre en œuvre la charge de l'électrode négative ; l'électron photo-généré généré par la photo-cathode à semi-conducteur de type p excitée réduit l'eau pour libérer de l'hydrogène, et le trou photo-généré est transféré vers l'électrode positive du dispositif de stockage d'énergie par l'intermédiaire du circuit externe pour mettre en œuvre la charge de l'électrode positive. Le procédé permet de stocker les charges électriques photo-générées, qui sont directement composées dans le circuit externe d'une batterie photo-électrique classique, dans le dispositif de stockage d'énergie sous la forme d'énergie électrique, ce qui permet d'améliorer efficacement le rendement de conversion de l'énergie solaire.
(ZH) 一种储能器件集成式光电化学水分解电池的设计方法。以n型半导体光阳极连接储能器件负极,p型半导体光阴极连接储能器件正极,利用质子交换膜将电极隔离在不同电解液中,构成储能器件集成式光电化学水分解电池。n型半导体光阳极受光激发产生的光生空穴扩散至表面将水氧化释放出氧气,而光生电子则通过外电路转移至储能器件负极实现对负极充电;p型半导体光阴极受光激发产生的光生电子将水还原释放氢气,而光生空穴通过外电路转移至储能器件正极实现正极充电。所述方法将传统光电化学电池中在外电路直接复合的光生电荷以电能形式储存在储能器件中,有效提高了太阳能的转化利用效率。
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Publication Language: Chinese (ZH)
Filing Language: Chinese (ZH)