一种实现自清洁功能的内置鱼缸的微生物燃料电池系统的制作方法

文档序号:8540981阅读:504来源:国知局
一种实现自清洁功能的内置鱼缸的微生物燃料电池系统的制作方法
【技术领域】
:
[0001]本发明涉及微生态环境和清洁能源领域,具体涉及一种实现自清洁功能的内置鱼缸的微生物燃料电池系统。
【背景技术】
:
[0002]常规鱼缸在使用过程中,底部会沉积鱼类粪便、残余的鱼食、青苔等有机质污物,使水质恶化,造成影响鱼类健康、观赏效果等在内的诸多问题。目前,关于残余物的清洁方法主要包括:1、利用“清道夫”鱼类,这类鱼以鱼缸玻璃和角落生成的污垢为食物,但是它们并不吃粪便,反而还会制造较多的粪便,所以单纯以“清道夫”来清洁鱼缸是无法实现的;
2、利用虹吸结合毛刷、再配合过滤等进行清洁,这种清洁方法较为彻底,但是步骤繁琐、耗时费力,而且需要增加水泵等动力设备以及过滤装置和附属管道电线等,不但耗能,而且冗繁。同时,受鱼缸内部造型、装饰等的影响,清理效果不甚理想。

【发明内容】

:
[0003]为了解决现有技术中鱼缸废弃物清洁效果不理想、且清洁步骤繁琐,耗能的问题,本发明提供一种实现自清洁功能的内置鱼缸的微生物燃料电池系统,在鱼缸中集成一种有机质污物自清洁处理、产生能源的微生态自循环系统,利用鱼缸内有机废弃物为处理对象和原料,通过微生物催化作用将有机质废弃物中的化学能转化为电能,供给鱼缸自身利用,从而实现鱼缸自清洁和节能环保的功能。
[0004]本发明是通过以下技术方案予以实现的:
[0005]一种实现自清洁功能的内置鱼缸的微生物燃料电池系统,该装置包括鱼缸、集成于鱼缸内部的微生物燃料电池装置(简称MFC装置)、阳极导线、阴极导线和电驱动鱼缸配套装置;所述微生物燃料电池装置包括阳极模块、阴极模块、由气泵与导气管组成的为阴极模块提供氧气的曝气装置;所述阳极模块由铺设在鱼缸底部的若干个MFC主体模块组成;所述MFC主体模块内部中空,装有富含产电菌剂的接种物,设有阳极金属丝网,侧壁设有通孔;两个相邻的MFC主体模块间由空心螺柱和螺母经侧壁设有的通孔进行连通并紧固,MFC主体模块间通过空心螺柱中心的通孔进行物质交流;所述阴极模块由金属丝骨架形成造型骨架,造型骨架上由内到外依次均匀覆盖有金属丝网、碳材料和催化剂涂层;所述电驱动鱼缸配套装置,利用微生物燃料电池装置产生的电能作为动力,所述电驱动鱼缸配套装置一端经阳极导线跟所述阳极金属丝网连接,电驱动鱼缸配套装置的另一端经阴极导线跟阴极模块的金属丝骨架连接,形成一个回路。
[0006]特别地,所述曝气装置接近阴极模块的导气管壁上设有气孔,以增加曝气效果。
[0007]所述电驱动鱼缸配套装置选自气泵、LED灯管中的一种或一种以上。
[0008]所述MFC主体模块由MFC主体模块容器壁形成四周及下端封闭、顶部留空的MFC主体模块的长方体框架,所述顶部留空处覆盖有碳毡,所述碳毡上部设有中空的方形主体模块顶盖,中空的方形主体模块顶盖和MFC主体模块紧固件将碳毡固定在长方体框架留空的顶部,形成一个封闭的MFC主体模块。
[0009]所述实现自清洁功能的内置鱼缸的微生物燃料电池系统还包括放置在鱼缸底部MFC主体模块的长方体框架上、无需紧固的底座,所述底座利用比水重的材料(如塑胶包裹配重金属块)制备,按导气管走向设有孔,为了导向和固定曝气装置中的导气管。
[0010]工作原理如下:鱼缸中的有机质废弃物下沉落在MFC主体模块顶部覆盖的碳毡上,碳材料为密布孔隙材料,MFC主体模块内部的产电菌通过碳材料细微孔隙与有机质废弃物进行物质交换和生化反应产生质子和电子。以成分主要为葡萄糖类物质的有机质废弃物为例,其阳极模块的反应方程式为C6H1206+6H20 = 6C02+24H++24e_,产生的电子(e_)通过MFC装置内部设置的阳极金属丝网汇聚,经阳极导线传导,直至MFC阴极模块表面;产生的质子(H+)则是通过水溶液的扩散作用,到达涂有催化剂的阴极模块表面,在阴极模块表面催化剂涂层的作用下与气泵提供气体中的氧气成分(O2)及阳极导线传导过来的电子(e_)发生反应,重新生成水,阴极模块表面的反应方程式为:4H++4e_+02= 2H20,从而使阴阳两极形成闭合电路回路,所产生的电能供电路上的电驱动鱼缸配套装置运行使用,形成自清洁的能源自给生态循环系统。
[0011]本发明的有益效果如下:
[0012]本发明将微生物燃料电池(MFC)植入鱼缸内部,无需外力介入和外加能源,在不影响鱼缸观赏性和不干扰鱼类活动的情况下,实现鱼缸内沉淀的有机质废弃物的微生物利用和转化,在维持鱼缸内生态环境清洁的同时,制造电能,供电驱动鱼缸配套装置(如气泵、LED灯管等)利用,从而形成清洁的微生态循环系统。
[0013]本发明结构简单,所述MFC阴极模块设置在鱼缸内部,根据需要,可以加工成各种造型,其表面覆盖金属丝网,既满足能源自给、清洁自助的功能需求,又实现鱼缸的观赏效果O
【附图说明】
:
[0014]图1是实施例1的实现自清洁功能的鱼缸微生物燃料电池系统的主视图;
[0015]图2是实施例1的阳极模块的结构示意图;
[0016]图3是MFC主体模块2的结构示意图;
[0017]图4是实施例1的阴极模块5的结构示意图;
[0018]图5是实施例1的阴极模块5处的导气管的结构示意图;
[0019]其中,1、鱼缸,2、MFC主体模块,2a、MFC主体模块容器壁,2b、碳毡,2c、MFC主体模块顶盖,2d、MFC主体模块紧固件,2e、阳极金属丝网,2f、空心螺柱,2g、螺母,3、MFC阳极导线I,4、底座,5、MFC阴极模块,5a、金属丝骨架,5b、金属丝网,5c、碳毡,5d、催化剂涂层,6、MFC阴极导线II,7、MFC阳极导线II,8、气泵,9、导气管,9a、导气管壁,9b、气孔,10、MFC阴极导线I,11、灯管。
【具体实施方式】
:
[0020]以下是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。
[0021]实施例1:
[0022]本实施例中电驱动鱼缸配套装置包括气泵和LED灯管。
[0023]如
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1