一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及生物技术应用领域，具体的说，是一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统。
【背景技术】
[0002]光生物反应器是指光生物设计有光源系统的主体为透明材料的生物反应器，主要用于可进行光合作用的微藻、植物细胞、光合细菌的培养。
[0003]微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是:在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂(一般为氧气)在阴极得到电子被还原与质子结合成水。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统，可有效利用光生物反应器进行光合作用后所留下的有机物利用微生物燃料电池释放出电子和质子以便形成可用于负载用电的电流供给负载。
[0005]本实用新型通过下述技术方案实现:一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统，包括采用光生物捕获太阳能并进行光合作用的光生物反应器、采用微生物进行氧化做功并释放质子或电子形成电子电荷流的微生物燃料电池及用于光生物代谢物预处理的厌氧消解器，所述光生物反应器连接厌氧消解器，所述厌氧消解器连接微生物燃料电池，所述微生物燃料电池连接光生物反应器。
[0006]进一步的为更好地实现本实用新型，能够将释放出来的电子形成有效的电流以便供给负载，特别设置有下述结构:还包括负载，所述负载与微生物燃料电池连接。
[0007]进一步的为更好地实现本实用新型，释放出来的电子能够依靠合适的电子传递介体在阳极区内的生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过负载传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂在阴极得到电子被还原与质子结合成水，特别设置成下述结构:所述微生物燃料电池内设置有利用微生物进行氧化做功并释放质子或电子形成电子电荷流的微生物存储活动区、阴极板及阳极板，所述微生物存储活动区被分割成阴极区和阳极区，所述阴极板置于阴极区内，所述阳极板置于阳极区内。
[0008]进一步的为更好地实现本实用新型，能够利用负载将阳极的电子传递到阴极以便使得负载工作，特别设置成下述结构:所述负载分别与阴极板和阴极板连接。
[0009]进一步的为更好地实现本实用新型，能够将阴极区内的微生物输送到光生物反应器内再次进行光合作用，并将经过厌氧消化处理后的有机物输送到阳极区内进行电子和质子的释放，特别设置成下述结构:所述阴极区与光生物反应器连接；所述厌氧消解器同阳极区连接。
[0010]进一步的为更好地实现本实用新型，为防止出现污染，特别设置成下述结构:所述光生物反应器采用密闭式光生物反应器。
[0011]进一步的为更好地实现本实用新型，能够资源化的进行厌氧处理，特别采用下述设置方式:所述厌氧消解器能生成生物沼气。
[0012]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0013]本实用新型可有效利用光生物反应器进行光合作用后所留下的有机物利用微生物燃料电池释放出电子和质子以便形成可用于负载用电的电流供给负载。
[0014]本实用新型所述的光生物反应器利用其内的藻类(algae)等光合微生物能够通过光合作用捕获太阳能，生成的光合代谢产物(内含有机物)。
[0015]本实用新型所述的厌氧消解器能够将光生物反应器所生成的光合代谢产物进行预处理并生成生物沼气和可通过微生物燃料电池释放电子和质子的有机物。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0018]实施例1:
[0019]—种采用光生物反应器的燃料电池供电系统，可有效利用光生物反应器进行光合作用后所留下的有机物利用微生物燃料电池释放出电子和质子以便形成可用于负载用电的电流供给负载，如图1所示，包括采用光生物捕获太阳能并进行光合作用的光生物反应器、采用微生物进行氧化做功并释放质子或电子形成电子电荷流的微生物燃料电池及用于光生物代谢物预处理的厌氧消解器，所述光生物反应器连接厌氧消解器，所述厌氧消解器连接微生物燃料电池，所述微生物燃料电池连接光生物反应器。
[0020]包括光生物反应器、微生物燃料电池及厌氧消解器，所述光生物反应器连接厌氧消解器，所述厌氧消解器连接微生物燃料电池，所述微生物燃料电池连接光生物反应器。
[0021]实施例2:
[0022]本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够将释放出来的电子形成有效的电流以便供给负载，如图1所示，特别设置有下述结构:还包括负载，所述负载与微生物燃料电池连接。
[0023]实施例3:
[0024]本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，释放出来的电子能够依靠合适的电子传递介体在阳极区内的生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过负载传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂在阴极得到电子被还原与质子结合成水，如图1所示，特别设置成下述结构:所述微生物燃料电池内设置有利用微生物进行氧化做功并释放质子或电子形成电子电荷流的微生物存储活动区、阴极板及阳极板，所述微生物存储活动区被分割成阴极区和阳极区，所述阴极板置于阴极区内，所述阳极板置于阳极区内。
[0025]实施例4:
[0026]本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够利用负载将阳极的电子传递到阴极以便使得负载工作，如图1所示，特别设置成下述结构:所述负载分别与阴极板和阴极板连接。
[0027]实施例5:
[0028]本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够将阴极区内的微生物输送到光生物反应器内再次进行光合作用，并将经过厌氧消化处理后的有机物输送到阳极区内进行电子和质子的释放，如图1所示，特别设置成下述结构:所述阴极区与光生物反应器连接；所述厌氧消解器同阳极区连接。
[0029]实施例6:
[0030]本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，为防止出现污染，特别设置成下述结构:所述光生物反应器采用密闭式光生物反应器。
[0031]实施例7:
[0032]本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够资源化的进行厌氧处理，特别采用下述设置方式:所述厌氧消解器能生成生物沼气。
[0033]光生物反应器中的藻类(algae)等光合微生物能够通过光合作用捕获太阳能，生成的光合代谢产物进入厌氧消解器内进行预处理，在进行预处理时，生成有机物质的同时也生成生物沼气，生物沼气可用于燃烧，而有机物质将被输送到微生物燃料电池的阳极区内，在阳极区厌氧环境下，有机物质在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极板之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极区的阴极板形成电流，并使负载工作；而质子通过质子交换膜传递到阴极板，氧化剂(优选氧气)在阴极区得到电子，而后被还原与质子结合成水。
[0034]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统，其特征在于:包括采用光生物捕获太阳能并进行光合作用的光生物反应器、采用微生物进行氧化做功并释放质子或电子形成电子电荷流的微生物燃料电池及用于光生物代谢物预处理的厌氧消解器，所述光生物反应器连接厌氧消解器，所述厌氧消解器连接微生物燃料电池，所述微生物燃料电池连接光生物反应器。2.根据权利要求1所述的一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统，其特征在于:还包括负载，所述负载与微生物燃料电池连接。3.根据权利要求2所述的一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统，其特征在于:所述微生物燃料电池内设置有利用微生物进行氧化做功并释放质子或电子形成电子电荷流的微生物存储活动区、阴极板及阳极板，所述微生物存储活动区被分割成阴极区和阳极区，所述阴极板置于阴极区内，所述阳极板置于阳极区内。4.根据权利要求3所述的一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统，其特征在于:所述负载分别与阴极板和阴极板连接。5.根据权利要求4所述的一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统，其特征在于:所述阴极区与光生物反应器连接；所述厌氧消解器同阳极区连接。6.根据权利要求5所述的一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统，其特征在于:所述光生物反应器采用密闭式光生物反应器。7.根据权利要求6所述的一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统，其特征在于:所述厌氧消解器能生成生物沼气。
【专利摘要】本实用新型公开了一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统，包括采用光生物捕获太阳能并进行光合作用的光生物反应器、采用微生物进行氧化做功并释放质子或电子形成电子电荷流的微生物燃料电池及用于光生物代谢物预处理的厌氧消解器，光生物反应器连接厌氧消解器，厌氧消解器连接微生物燃料电池，微生物燃料电池连接光生物反应器；还包括负载，负载与微生物燃料电池连接；微生物燃料电池内设置有微生物存储活动区、阴极板及阳极板，微生物存储活动区被分割成阴极区和阳极区，阴极板置于阴极区内，阳极板置于阳极区内，有效利用光生物反应器进行光合作用后所留下的有机物利用微生物燃料电池释放出电子和质子以便形成可用于负载用电的电流供给负载。
【IPC分类】H01M8/06, H01M8/16, H01M8/04
【公开号】CN204834757
【申请号】CN201520558166
【发明人】倪良平
【申请人】上海光语生物科技有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月30日