本发明涉及燃料电池，尤其涉及一种室温催化发电器件及其制备方法。
背景技术：
1、燃料电池是一种利用化学能直接转换为电能的新型环保型能源器件。它通过氧化还原反应将燃料的化学能转化为电能，同时产生热量和水。在此过程不产生噪音，无污染。目前燃料电池利用氢气、甲醇、天然气等作为燃料。使用甲醇作为燃料的发电器件主要为甲醇燃料电池。
2、直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种，使用甲醇作为发电的燃料。其主要的优点在于便于携带、高能源密度、在各种环境下都保持液态，并且不需要复杂的汽化产生氢气反应的过程。目前直接甲醇燃料电池已在便携式电源和新能源汽车领域得到广泛应用。然而，由于质子膜的制作成本高昂且使用寿命有限，该技术在降低成本以实现大规模民用方面仍有很大挑战。此外，燃料电池需要甲醇和水混合的特性也限制了其效率的进一步提升。
3、因此，亟需一种室温催化发电器件及其制备方法，以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，提供一种室温催化发电器件及其制备方法，用于改善现有技术的直接甲醇燃料电池的制作总成本较高的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种室温催化发电器件，包括发电腔体，发电腔体内设置有多个反应单元，多个反应单元通过导线串联连接；
3、其中，每个反应单元包括依次层叠设置的底电极、基底、催化层以及顶电极，顶电极在基底上的正投影面积小于催化层在基底上的正投影面积；当甲醇与空气形成的混合气体经过催化层表面时，顶电极与底电极之间形成电流。
4、优选地，基底为si、ge、gaas、zno、tio2、gan以及sic中的任意一种。
5、优选地，催化层为金属材料，催化层的厚度小于金属材料中激发电子的平均自由程。
6、优选地，催化层为pt，催化层的厚度小于10nm。
7、优选地，底电极以及顶电极的材料为cr、al、ti、au、ni、pt、rh以及ag中的至少一种。
8、优选地，基底的厚度为100~200nm，底电极或者顶电极的厚度为20~50nm。
9、优选地，室温催化发电器件还包括气体混合室，气体混合室具有一进气口以及一出气口，进气口用于通入空气，出气口与发电腔体连通；
10、其中，气体混合室内设置有多个混合腔，每个混合腔内装载有甲醇溶液；每个混合腔内的底部均与进气口连通，每个混合腔内的顶部均与出气口连通。
11、相应地，本发明还提供一种如上的室温催化发电器件的制备方法，方法包括：
12、s10，在基底上形成底电极，并在基底远离底电极的一侧表面依次形成催化层以及顶电极，最终得到反应单元，其中，顶电极在基底上的正投影面积小于催化层在基底上的正投影面积；
13、s20，将多个反应单元进行串联连接以得到反应器，并将反应器转移至发电腔体内；
14、s30，向催化层表面通入甲醇与空气形成的混合气体，使顶电极与底电极之间形成电流。
15、优选地，进行s10步骤之前还包括：对基底进行预处理，预处理包括化学腐蚀处理、离子注入处理、原位刻蚀处理、生长种子层处理、加热煅烧处理以及退火处理中的任意一种。
16、优选地，s10步骤中，在基底远离底电极的一侧表面依次形成催化层的方法包括磁控溅射法、分子束外延法以及电化学沉积法中的任意一种。
17、本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种室温催化发电器件及其制备方法，上述室温催化发电器件包括发电腔体，发电腔体内设置有多个反应单元，多个反应单元通过导线串联连接；其中，每个反应单元包括依次层叠设置的底电极、基底、催化层以及顶电极，顶电极在基底上的正投影面积小于催化层在基底上的正投影面积；当甲醇与空气形成的混合气体经过催化层表面时，顶电极与底电极之间形成电流；本发明通过制备一种具有底电极、基底、催化层以及顶电极的反应单元，当甲醇与空气形成的混合气体经过催化层表面时，由于甲醇和空气在催化层的作用下发生氧化还原反应，反应产生的能量传递给催化层中的部分电子，电子被激发经过催化层，越过催化层和基底的界面形成电流，从而在无需质子交换膜的条件下在顶电极与底电极之间形成电流，进一步降低了室温催化发电器件的制作成本。
1.一种室温催化发电器件，其特征在于，包括发电腔体，所述发电腔体内设置有多个反应单元，多个所述反应单元通过导线串联连接；
2.根据权利要求1所述的室温催化发电器件，其特征在于，所述基底为si、ge、gaas、zno、tio2、gan以及sic中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的室温催化发电器件，其特征在于，所述催化层为金属材料，所述催化层的厚度小于金属材料中激发电子的平均自由程。
4.根据权利要求1所述的室温催化发电器件，其特征在于，所述催化层为pt，所述催化层的厚度小于10nm。
5.根据权利要求1所述的室温催化发电器件，其特征在于，所述底电极以及所述顶电极的材料为cr、al、ti、au、ni、pt、rh以及ag中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的室温催化发电器件，其特征在于，所述基底的厚度为100~200nm，所述底电极或者所述顶电极的厚度为20~50nm。
7.根据权利要求1所述的室温催化发电器件，其特征在于，所述室温催化发电器件还包括气体混合室，所述气体混合室具有一进气口以及一出气口，所述进气口用于通入空气，所述出气口与所述发电腔体连通；
8.一种如权利要求1~7所述的室温催化发电器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的室温催化发电器件的制备方法，其特征在于，进行所述s10步骤之前还包括：对所述基底进行预处理，所述预处理包括化学腐蚀处理、离子注入处理、原位刻蚀处理、生长种子层处理、加热煅烧处理以及退火处理中的任意一种。
10.根据权利要求8所述的室温催化发电器件的制备方法，其特征在于，所述s10步骤中，在所述基底远离所述底电极的一侧表面依次形成所述催化层的方法包括磁控溅射法、分子束外延法以及电化学沉积法中的任意一种。
