一种球形防漏双室微生物燃料电池构型的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能处理污水且能产电的微生物燃料电池，确切地说是一种球形防漏双室微生物燃料电池构型。
【背景技术】
[0002]将生物质中的化学能转化成电能已经引起世界各国的广泛关注。其中，微生物燃料电池(MFC)作为一种新的能量获得方法，可从广泛存在的可生物降解、具有还原性的化合物中生产能源。经过十余年的快速发展，MFC技术已经在诸多领域显示出广阔的应用。
[0003]很多材料已经在MFC中得到应用，但这些材料是被如何加工、安装并应用到最终系统中一一即这里的反应器构型，最终都会决定系统在功率输出、库伦效率、稳定性、以及使用寿命上有什么样的表现。为获取大功率和高的库伦效率，人们设计出了各种构型的反应器，如双室、单室、平板式、套筒式等等，但是都没有获得同步产电和污水净化的满意效果O
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种球形防漏双室微生物燃料电池构型。
[0005]原有双室形构型阳极室和阴极室体积相等，而阳极室需要的体积更大；两室之间易渗漏；阳极厌氧且不能完全密封；紧固螺栓易锈蚀。为了克服上述技术的不足，本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种球形防漏双室微生物燃料电池构型，包括:球形阴极室(I)、封闭的圆筒形阳极室(2)、旋合密封盖(5)、阳极出口、取样口、碳刷阳极(6)、环状载铂碳布阴极(4)、环状阳离子膜(3)、电阻箱(9)、电脑(10)、导线、软管(7)、烧杯(8);所述球形阴极室(I)中放置有所述圆筒形阳极室(2)，所述圆筒形阳极室(2)外包裹有环状阳离子膜(3)和环状载铂碳布阴极(4)，所述圆筒形阳极室(2)顶端有旋合密封盖
[5]，所述旋合密封盖(5)上设置所述阳极出口和电化学测入口；所述碳刷阳极(6)穿过所述阳极出口直立于所述圆筒形阳极室⑵中，并从所述电化学测入口用所述软管(7)导入所述烧杯(8);所述碳刷阳极(6)通过所述导线与所述阴极(4)、电阻箱(9)相连，所述电阻箱(9)通过所述导线与电脑(10)相连。
[0006]作为优选的方案，所述圆筒形阳极室(2)侧面带有压条和卡爪。
[0007]作为优选的方案，所述圆筒形阳极室(2)底面直径为10厘米，高为10厘米，球形阴极室(I)直径为14厘米，底面直径为10厘米。
[0008]作为优选的方案，所述环状阳离子膜(3)选自一个质子交换膜、一个阳离子交换膜。
[0009]本发明的有益效果是:
[0010]1、阳极室与阴极室的体积比增大。
[0011]2、采用压条和卡爪将膜和阴极接缝压紧，防止渗漏。
[0012]3、使阳极室处于厌氧环境，同时可以排出阳极反应中产生的气体。
[0013]4、膜与阴极紧密接触，阳极和阴极距离短，提高产电效果和处理污水的能力。
【附图说明】
[0014]图1是本发明微生物燃料电池装置结构的示意图。
[0015]图中标记:1_球形阴极室；2_圆筒形阳极室；3-膜；4-阴极；5_密封盖；6_碳刷阳极-J-软管；8_烧杯；9_与电阻箱；10_电脑；11_压条；12_卡爪。
[0016]图2是圆筒形阳极室(2)侧面圆孔结构示意图。
[0017]图3是圆筒形阳极室(2)上压条(11)和卡爪(12)结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]实施例:
[0019]本实施例以生化公司产生的厌氧污泥进行发电。
[0020]1、首次启动时，按照附图1连接装置，
[0021]球形阴极室(I)中放置有中心圆筒形阳极室(2)，圆筒形阳极室外包裹有环状膜
(3)和环状载铂载铂碳布阴极(4)，阳极室顶端有旋合密封盖(5)，密封盖上有电极出口和电化学测入口，碳刷阳极(6)穿过电极出口直立于圆筒形阳极室中，从电化学测入口用软管(7)导入烧杯(8)，用来进行水封和排出阳极室中产生的气体；导线，连接所述阳极(6)和所述阴极(4)、与电阻箱(9)，导线，连接电阻箱(9)与电脑(10)。
[0022]碳刷阳极为市售的直径为10厘米的碳刷，该电极是微生物附着的主要场所并实现电子传递。
[0023]载铂碳布阴极是含空气扩散层并载有0.35毫克/平方厘米铂催化剂且长为15厘米，宽为10厘米的长方形碳布电极，该电极是电子受体发生还原反应的场所。
[0024]膜为长为15厘米，宽为10厘米的质子交换膜。
[0025]阳极为钛丝连接的碳刷，氨处理过的碳刷。
[0026]2、装置启动和运行
[0027]首先把本实施例装置的电路连接好，电阻箱阻值为500欧姆，往阳极室(2)中放入毫升反应液作为微生物燃料电池的底物，盖上密封盖(5)，放在恒温培养箱中，保持35°C，直至完成反应。
[0028]3、在上述运行参数下，本实施例装置产生的开路电压为750毫伏，COD去除率为85%,污泥体积减少了 35%，与国内研宄的以污泥为底物的双室微生物燃料电池相比，防渗漏性能好，体积小，方便携带，阴阳极室体积分布合理。
【主权项】
1.一种球形防漏双室微生物燃料电池构型，包括:球形阴极室(I)、封闭的圆筒形阳极室(2)、旋合密封盖(5)、阳极出口、取样口、碳刷阳极(6)、环状载铂碳布阴极(4)、环状阳离子膜(3)、电阻箱(9)、电脑(10)、导线、软管(7)、烧杯⑶；其特征在于:所述球形阴极室(I)中放置有所述圆筒形阳极室(2)，所述圆筒形阳极室(2)外包裹有环状阳离子膜(3)和环状载铂碳布阴极(4)，所述圆筒形阳极室(2)顶端有旋合密封盖(5)，所述旋合密封盖(5)上设置所述阳极出口和电化学测入口 ；所述碳刷阳极出)穿过所述阳极出口直立于所述圆筒形阳极室(2)中，并从所述电化学测入口用所述软管(7)导入所述烧杯(8);所述碳刷阳极(6)通过所述导线与所述阴极(4)、电阻箱(9)相连，所述电阻箱(9)通过所述导线与电脑(10)相连。
2.如权利要求1所述的球形防漏双室微生物燃料电池构型，其特征在于:所述圆筒形阳极室(2)侧面带有压条和卡爪。
3.如权利要求1所述的球形防漏双室微生物燃料电池构型，其特征在于:所述圆筒形阳极室(2)底面直径为10厘米，高为10厘米，球形阴极室(I)直径为14厘米，底面直径为10厘米。
4.如权利要求1所述的球形防漏双室微生物燃料电池构型，其特征在于:所述环状阳离子膜(3)选自一个质子交换膜、一个阳离子交换膜。
【专利摘要】一种球形防漏双室微生物燃料电池构型，本发明涉及一种能处理废水的微生物燃料电池构型，且能发电或制氢的构型。主要包括球形阴极室中放置有圆筒型阳极室、可旋合密封的盖子、载铂碳布阴极、碳刷阳极、阳离子膜、电阻箱、电脑、导线、软管、烧杯；阳极室顶部的盖子上设置有两个口，一为取样口，用于取样测试并用于排放反应过程中产生的气体，二为碳刷阳极伸出口，用于固定碳刷阳极。
【IPC分类】H01M8-16, H01M8-02
【公开号】CN104852072
【申请号】CN201510249117
【发明人】马骏, 苏冬云, 邓小燕, 刘勇兰, 濮海坤, 乔启成, 焦玉全, 顾诚甦
【申请人】南通科技职业学院
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月15日