，上述氧隔绝部也 可以经由上述空气阴极而与上述阳极连结。
[0039] 上述导线在未图示的位置与阳极2和阴极12连接。上述导线与未图示的外部电路 连接。阳极2和阴极12经由上述导线而与负载电路连接，从而在阳极2和阴极12之间产生电 位差。通过上述导线而在负载电路中流过的电能可以进行回收。
[0040] 在微生物燃料电池1中，与空气阴极3-体化的氧隔绝部5漂浮在液面4a上，由此含 有有机性物质的液体4与空气的接触被有效地隔绝，从而可以抑制空气中的氧溶解于含有 有机性物质的液体4中。在本实施方式中，即使不将容器21内的内部空间的气体置换为不活 泼气体，也可以抑制氧向含有有机性物质的液体4中的溶解。此外，为了更进一步减少容器 21内的内部空间中的氧量，也可以向容器21内的内部空间导入不活泼气体。
[0041] 此外，氧隔绝部5优选为氧的透过性较低的构件，特别优选为不透过氧的构件。氧 隔绝部5也可以不一定具有使氧完全不透过的性质。氧隔绝部5的氧透过性越低，越可以有 效地抑制氧向含有有机性物质的液体4中的溶解。
[0042] 氧隔绝部5例如为氧隔绝构件。氧隔绝部5优选为片材。片材包含薄膜。氧隔绝部5 既可以是不溶解氧的液状物，也可以是不透过氧的液状物。氧隔绝部5也可以是发泡体。氧 隔绝部5也可以是发泡体和氧不透过片材的层叠体。氧隔绝部5的材料只要具有隔绝氧的性 质，就没有特别的限定。作为氧隔绝部5的材料，可以列举出聚烯烃树脂以及发泡聚苯乙烯 等。作为上述聚烯烃树脂，可以列举出聚乙烯以及聚丙烯等。氧隔绝部5的比重优选为1以 下，更优选为低于1。
[0043] 图2是示意表示本发明的第2实施方式的微生物燃料电池的剖视图。图2为主视剖 视图，图2中的上下方向为铅直方向。
[0044] 图2所示的微生物燃料电池1A具有阳极2、空气阴极3、含有有机性物质的液体4、氧 隔绝部5A、导线、以及间隔物6(spa Cer)。导线配置在未图示的位置。含有有机性物质的液体 4配置在容器21内。
[0045] 在图1所示的微生物燃料电池1和图2所示的微生物燃料电池1A中，氧隔绝部5和氧 隔绝部5A不同，是否使用间隔物6也不同，而且阳极2和空气阴极3的层叠结构不同，其它被 设计为同样的构成。在微生物燃料电池1A的说明中，对于使用与微生物燃料电池1相同的构 件的地方，标注相同的符号而将其说明予以省略。
[0046] 氧隔绝部5A用于隔绝氧从含有有机性物质的液体4的液面4a溶解于含有有机性物 质的液体4中。氧隔绝部5A位于比阳极2更靠上方的位置，位于比阴极12和空气室13更靠上 方的位置。氧隔绝部5A具有开口部。空气引进部11插入该开口部内。氧隔绝部5A与空气引进 部11接触。氧隔绝部5A能够沿上下方向移动，能够沿连结空气引进部11的一端和另一端的 方向移动。在微生物燃料电池1A中，氧隔绝部5A的下表面与含有有机性物质的液体4的液面 4a接触。氧隔绝部5A不与空气阴极3连结，从而不与空气阴极3-体化。
[0047]在阳极2和空气阴极3之间配置有间隔物6。间隔物6可有效地防止阳极2和阴极12 直接接触。上述间隔物也可以是离子透过性膜。
[0048]在微生物燃料电池1A中，第1阳极2、第1间隔物6、空气阴极3、第2间隔物6以及第2 阳极2依次层叠而构成电极接合体31。电极接合体31具体地说，由第1阳极2、第1间隔物6、第 1阴极12、空气室13、第2阴极12、第2间隔物6以及第2阳极2依次层叠而成。在微生物燃料电 池1A中，多个电极接合体31隔开间隔地并列配置。含有有机性物质的液体4在多个阳极2间 的空隙流动。
[0049] 在微生物燃料电池1A中，氧隔绝部5A与液面4a接触，由此含有有机性物质的液体4 和空气的接触被隔绝，从而可以抑制空气中的氧溶解于含有有机性物质的液体4中。
[0050] 以下列举实施例，就本发明进行更详细的说明。本发明并不仅局限于以下的实施 例。
[0051] (实施例1)
[0052] 在实施例1中，制作出了图3(a)以及图3(b)所示的微生物燃料电池。图3(a)中的上 下方向为铅直方向。图3(a)为主视剖视图，图3(b)为俯视剖视图。图3(a)是沿图3(b)中的 I一I线的剖视图。在实施例1中，使用构成与图1所示的氧隔绝部5同样的氧隔绝部5B。另外， 在实施例1中，使用图2所示的电极接合体31。
[0053] 作为阳极，使用石墨毯(綜合力一求>"公司生产）。阳极的大小为长85mmX宽90mm X厚5mm。作为空气阴极，使用在碳纸（東司生产的碳纸"TGP-H-120"）上对聚四氟乙烯 层进行烧结所得到的空气阴极。空气阴极为了将空气引进至空气阴极内，使用框状构件而 设计空气引进部11。作为阴极的催化剂，使用铂催化剂（田中贵金属公司生产的 "TEC10E70TPM"），作为催化剂的粘结剂，使用Nafion?:溶液（シ夕、>7少K 亇八^公 司生产的"Nafion?全氟树脂溶液"）。在阴极上进行涂布，从而使铂的担载量为4mg/cm2。在 上述阳极和阴极之间，为了防止阳极和阴极的直接导通而设置有厚度为3_的间隔物。 [0054] 如图3(a)以及图3(b)所示，在容器21内设置有6个上述阳极和上述间隔物和上述 空气阴极的电极接合体31。设置电极接合体31后的容器21内的容量为1L。
[0055]作为氧隔绝部，使用在挤压发泡聚苯乙烯板（夕''夕化工公司生产的"只夕<口7才 一么"、厚度l〇mm)的表面涂布环氧树脂(Henkel公司生产的"Loctite，E-20HP"）而成的氧隔 绝部。
[0056]在容器21内，以与含有有机性物质的液体4的液面4a接触、且漂浮在含有有机性物 质的液体4的液面4a上的方式，设置上述氧隔绝部作为液面4a的盖。上述氧隔绝部不会固定 在容器21的内壁面、阳极以及空气阴极的任一个上。上述氧隔绝部处于漂浮在含有有机性 物质的液体4上的状态，其高度位置能够追随含有有机性物质的液体4的液面4a的变动而变 动。这样一来，便得到微生物燃料电池。
[0057](比较例1)
[0058] 在比较例1中，制作出了图4(a)以及图4(b)所示的微生物燃料电池。图4(a)中的上 下方向为铅直方向。图4(a)为主视剖视图，图4(b)为俯视剖视图。图4(a)是沿图4(b)中的 1一1线的剖视图。在比较例1中，使用图2所示的电极接合体31。
[0059] 在比较例1中，没有使用氧隔绝部。也就是说，在比较例1中，不使用氧隔绝部而使 空气和整个液面4a接触，除此以外，与实施例1同样地得到微生物燃料电池。
[0060] (评价）
[0061] 使用所得到的微生物燃料电池而对输出功率进行了评价。向上述微生物燃料电池 内，以规定的⑶D负荷(0.2kg/m3/日）连续地流入含有淀粉等有机性高分子的人工废水，而 且使上述微生物燃料电池连续运转40天。上述微生物燃料电池与负载电路连接，对此时的 负载(电阻值40Ω)的两端的电位差进行了测定。输出功率由式(1)求出。
[0062] P = V2/R (1)
[0063] (P:输出功率，V:负载电路两端的电位差，R:负载电路的电阻值）
[0064]作为承担发电的厌氧性微生物，在上述人工废水中接种（inoculate) 土壤微生物。 [0065]从输出功率稳定后的10天的平均值求出实施例1以及比较例1的输出功率。其结果 是，输出功率表现出以下的值。
[0066]输出功率的结果：
[0067] 实施例l:2.2mW
[0068] 比较例l:〇.8mW
[0069] 符号说明：
[0070] 1、1A微生物燃料电池 2阳极
[0071] 3空气阴极 4含有有机性物质的液体
[0072] 4a液面 5、5A、5B氧隔绝部
[0073] 6间隔物 11空气引进部
[0074] 12阴极 13空气室
[0075] 21容器 21a流入口
[0076] 21b流出口 31电极接合体
【主权项】
1. 一种微生物燃料电池，其特征在于，具有： 含有有机性物质的液体； 在含有所述有机性物质的液体内配置的阳极； 具有用于将空气引进至空气阴极内的空气引进部的空气阴极；以及 隔绝氧从含有所述有机性物质的液体的液面溶解于含有所述有机性物质的液体中的 氧隔绝部。2. 根据权利要求1所述的微生物燃料电池，其特征在于:所述氧隔绝部与含有所述有机 性物质的液体的液面接触。3. 根据权利要求1或2所述的微生物燃料电池，其特征在于:所述氧隔绝部漂浮在含有 所述有机性物质的液体的液面上。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的微生物燃料电池，其特征在于:所述氧隔绝部与 所述空气阴极接触。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的微生物燃料电池，其特征在于:所述氧隔绝部与 所述空气阴极连结。6. 根据权利要求1~5中任一项所述的微生物燃料电池，其特征在于:所述氧隔绝部与 所述空气阴极和所述阳极连结。
【专利摘要】本发明提供一种能够抑制氧从液面溶解于液体中，从而可以提高电能的回收效率的微生物燃料电池。本发明的微生物燃料电池(1)具有：含有有机性物质的液体(4)、在含有有机性物质的液体(4)内配置的阳极(2)、具有用于将空气引进至空气阴极(3)内的空气引进部(11)的空气阴极(3)、以及隔绝氧从含有有机性物质的液体(4)的液面(4a)溶解于含有有机性物质的液体(4)中的氧隔绝部(5)。
【IPC分类】H01M8/16
【公开号】CN105684204
【申请号】
【发明人】铃木雄也, 石井良和, 宫原盛雄, 渡边一哉
【申请人】松下电器产业株式会社
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2014年10月29日