CN101944624A - 以蓝藻为能量来源的微生物燃料电池 - Google Patents

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    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

一种以蓝藻为能量来源的微生物燃料电池(MFC)，该生物燃料电池以双室结构的电池盒(1)为主体，在该双室结构的电池盒(1)中设有离子交换膜(4)，由该离子交换膜(4)隔开双室结构的电池盒(1)的内部空间，构成蓝藻电池的阳极室(5)和阴极室(6)，在阳极室(5)中设有阳极电极(2)，在阴极室(6)中设有阴极电极(3)。该蓝藻电池的阳极室(5)充灌蓝藻液，阴极室(6)充灌导电液，并通过适当的连接即产生电能输出，驱动外部电路负载(7)。生物燃料电池的阳极电极(2)、阴极电极(3)由碳布、碳毡、金属或其他导电材料构成。

Description

以蓝藻为能量来源的微生物燃料电池
技术领域
本发明为一种以蓝藻为能量来源的微生物燃料电池即蓝藻电池，其作用原理为利用微生物细菌(蓝藻)通过生物质产生生物电能。属绿色环保新能源技术领域。
背景技术
微生物燃料电池(MFC)利用微生物细菌通过生物质产生生物电能，是一种绿色环保新能源技术。能源短缺是一个当前全球面临的难题，MFC的研发和应用有可能会为解决这一难题提供有效的途径和方法。
早在1910年英国Potter就发现了微生物产电的现象，近年来有关MFC的研发已成为能源开发的新热点。在MFC的研究中，提供能量来源的微生物产电菌是研究人员重点关注的技术领域和研发对象，目前已发现的典型产电菌有酵母菌、大肠杆菌和希瓦氏腐败菌等多种微生物。但这些产电菌在应用于MFC时大多需要菌种培养、富集和提供相应的存活条件，因而目前MFC多限于实验室研究，尚不能实际应用。
蓝藻作为古老生物生物物种之一，广泛存在于地球上大多数区域且数量众多，作为一种能量来源，似有巨大的资源储量。已有多篇报道在MFC技术中应用藻类，但都认为藻类产电依赖于其光合作用，通常需添加胆红素氧化酶等催化剂，在无光照时不能产生电能输出。但本发明中的蓝藻电池，直接应用太湖野生蓝藻或提纯后的标准蓝藻，无论有无光照都能产生电能输出，有可能在太湖等蓝藻多发水域形成新能源基地。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种以蓝藻为能量来源的微生物燃料电池(MFC)即蓝藻电池，该蓝藻电池具有取材天然、资源丰富、输出稳定、成本低廉、不依赖阳光、对环境无不利影响等优点。
技术方案：本发明为一种蓝藻电池即以蓝藻为能量来源的微生物燃料电池，该蓝藻电池以双室结构的电池盒为主体，在该双室结构的电池盒中设有离子交换膜，由该离子交换膜隔开双室结构的电池盒的内部空间，构成蓝藻电池的阳极室和阴极室，在阳极室中设有阳极电极，在阴极室中设有阴极电极。
所述的生物燃料电池的阳极电极、阴极电极由碳布、碳毡、金属或其他导电材料构成。
所述的生物燃料电池的阳极室内充灌蓝藻液，由标准蓝藻液或野生蓝藻液构成。
所述的蓝藻电池的阴极室内充灌导电液，该导电液由大于2.0mol/L的NaCl溶液或滤除蓝藻后蓝藻浓度不大于102个/升的湖泊原水构成。
该蓝藻电池的阳极室充灌蓝藻液，阴极室充灌导电液，并通过适当的连接即产生电能输出，驱动外部电路负载。
有益效果：本发明所述的一种蓝藻电池即以蓝藻为能量来源的微生物燃料电池，将广泛存在于地球上大多数区域且数量众多的古老生物生物物种之一的蓝藻作为一种发电能量来源，资源储量巨大，取材天然、资源丰富、输出稳定、成本低廉、不依赖阳光、对环境无不利影响等优点。
附图说明
图1为一种蓝藻电池的示意图。图中有：双室结构的电池盒1，阳极电极2，阴极电极3，离子交换膜4，阳极室5，阴极室6，外部电路负载7。
具体实施方式
实施例1，如图1所示的蓝藻电池在双室结构的电池盒1中的阳极电极2和阴极电极3均由面积为10×5cm2的碳布构成，在阳极室5中充灌浓度为107个/升的标准蓝藻液，阴极室6中充灌浓度为大于2.0mol/L的NaCl溶液或滤除蓝藻后蓝藻浓度不大于102个/升的湖泊原水，阳极室5和阴极室6由离子交换膜4隔离，外部电路负载7为阻值为1k′Ω的电阻，其输出电压为0.8V，电流为0.8mA。
实施例2，如图1所示的蓝藻电池在双室结构的电池盒1中的阳极电极2由10×5×0.01cm3的不锈钢板构成，阴极电极3由10×5×0.01cm3的铝板构成，在阳极室5中充灌浓度为107个/升的太湖野生蓝藻液，阴极室6中充灌浓度为滤除蓝藻后藻浓度为102个/升的太湖原水，阳极室5和阴极室6由离子交换膜4隔离，外部电路负载7为阻值为1k′Ω的电阻，其输出电压为0.88V，电流为0.88mA。

Claims (4)

1.一种以蓝藻为能量来源的微生物燃料电池，其特征在于该生物燃料电池以双室结构的电池盒(1)为主体，在该双室结构的电池盒(1)中设有离子交换膜(4)，由该离子交换膜(4)隔开双室结构的电池盒(1)的内部空间，构成蓝藻电池的阳极室(5)和阴极室(6)，在阳极室(5)中设有阳极电极(2)，在阴极室(6)中设有阴极电极(3)。
2.根据权利要求1所述的以蓝藻为能量来源的微生物燃料电池，其特征在于所述的生物燃料电池的阳极电极(2)、阴极电极(3)由碳布、碳毡、金属或其他导电材料构成。
3.根据权利要求1所述的以蓝藻为能量来源的微生物燃料电池，其特征在于所述的生物燃料电池的阳极室(5)内充灌的蓝藻液，由蓝藻浓度不小于103个/升的标准蓝藻液或野生蓝藻液构成。
4.根据权利要求1所述的以蓝藻为能量来源的微生物燃料电池，其特征在于所述的蓝藻电池的阴极室(6)内充灌导电液，该导电液由大于2.0mol/L的NaCl溶液或滤除蓝藻后蓝藻浓度不大于102个/升的湖泊原水构成。
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