CN102208671A - 一种微生物燃料电池 - Google Patents

一种微生物燃料电池 Download PDF

Info

Publication number
CN102208671A
CN102208671A CN2011101235335A CN201110123533A CN102208671A CN 102208671 A CN102208671 A CN 102208671A CN 2011101235335 A CN2011101235335 A CN 2011101235335A CN 201110123533 A CN201110123533 A CN 201110123533A CN 102208671 A CN102208671 A CN 102208671A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chamber
cathode
anode chamber
anode
fuel cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011101235335A
Other languages
English (en)
Inventor
吴克
俞志敏
刘盛萍
金杰
刘斌
洪磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei University
Hefei College
Original Assignee
Hefei College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei College filed Critical Hefei College
Priority to CN2011101235335A priority Critical patent/CN102208671A/zh
Publication of CN102208671A publication Critical patent/CN102208671A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种可对有机垃圾回收利用的微生物燃料电池。本发明的技术方案是：一种微生物燃料电池，包括阳极室和阴极室，其中阳极室与阴极室通过盐桥连接，所述阳极室的内部装有有机垃圾、水和厌氧污泥，内部为厌氧环境，所述阴极室由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠缓冲溶液组成，内部为好氧环境。按照本发明的处理方法，阳极区表面，有机垃圾中的有机物在阳极微生物的作用下，产生二氧化碳、质子和电子。其中电子通过中间体或细胞膜传递给电极，并通过外电路到达阴极，质子通过盐桥溶液迁移到阴极后与氧气发生反应产生水，从而使得整个过程达到物质和电荷的平衡，并且外部用电器也获得了电能。本发明方法简单，装置结构简单，无污染，有机垃圾得到了有效地利用。

Description

一种微生物燃料电池
技术领域
本发明涉及一种微生物燃料电池，具体是一种用于处理有机垃圾的微生物燃料电池。
背景技术
有机垃圾主要是指生活垃圾中含有有机物成分的废弃物，包括剩米饭、果皮、菜皮叶、废纸、竹木等。这些有机垃圾一方面对环境产生了污染，另一方面其处理量大，处理成本高。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种可对有机垃圾回收利用的微生物燃料电池。
为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种微生物燃料电池，包括阳极室和阴极室，其中阳极室与阴极室通过盐桥连接，所述阳极室的内部装有有机垃圾、水和厌氧污泥，内部为厌氧环境，所述阴极室由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠缓冲溶液组成，内部为好氧环境。
按照本发明的处理方法，阳极区表面，有机垃圾中的有机物，如葡萄糖和其他可降解的有机物在阳极微生物的作用下，产生二氧化碳、质子和电子。其中电子通过中间体或细胞膜传递给电极，并通过外电路到达阴极，质子通过盐桥溶液迁移到阴极后与氧气发生反应产生水，从而使得整个过程达到物质和电荷的平衡，并且外部用电器也获得了电能。本发明方法简单，装置结构简单，无污染，有机垃圾得到了有效地利用。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
一种微生物燃料电池，包括阳极室10和阴极室11，其中阳极室10与阴极室11通过盐桥12连接，所述阳极室10的内部装有有机垃圾、水和厌氧污泥，内部为厌氧环境，所述阴极室11由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠缓冲溶液组成，内部为好氧环境。阳极区表面，有机垃圾中的有机物，如葡萄糖和其他可降解的有机物在阳极微生物的作用下，产生二 氧化碳、质子和电子。其中电子通过中间体或细胞膜传递给电极，并通过外电路到达阴极，质子通过盐桥溶液迁移到阴极后与氧气发生反应产生水，从而使得整个过程达到物质和电荷的平衡，并且外部用电器13也获得了电能。本发明方法简单，装置结构简单，无污染，有机垃圾得到了有效地利用。
所述的有机垃圾、水和厌氧污泥三者质量比为4～5∶2～3∶1。在此条件下，阳极区有机垃圾中的有机物，如葡萄糖和其他可降解的有机物可充分在阳极微生物的作用下，产生二氧化碳、质子和电子。
所述的阳极室10与空气隔绝。这里与空气隔绝主要是为了保持阳极室10的厌氧环境，利于厌氧微生物的生存。
所述的磷酸氢二钠和磷酸二氢钠缓冲溶液浓度为0.1～0.3mol/L，磷酸氢二钠和磷酸二氢钠缓冲溶液体积比为2～3∶1～2。缓冲液主要作用是接纳质子，控制阴极室11的PH值，溶解氧气，为电子、质子、氧气提供在电极表面反应的条件。
所述的阴极室11通过曝气处理。曝气处理是通过空气泵14向水中充气或用机械搅动等方法增加水与空气接触面积，从而确保由阳极室10产生的质子通过溶液迁移到阴极后与氧气能发生反应产生水，从而使得整个过程达到物质和电荷的平衡。
所述的厌氧污泥经过驯化处理。驯化处理是将阳极室10的活性污泥置于具有一定浓度的污水中使其逐渐适应污水浓度的过程。这样有助于提高阳极室10内厌氧污泥降解有机垃圾的效果。
实施例1
微生物燃料电池包括：阳极室内部装有有机垃圾、水和经过驯化的厌氧污泥的阳极室，三者质量比约为5∶3∶1，阳极室与空气隔绝，内部为厌氧环境，阴极室由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠缓冲溶液组成，两者浓度为0.1mol/L，，体积比为3∶2，阴极通过曝气保持好氧环境，阴极室和阳极室之间用盐桥相连。
实施例2
微生物燃料电池包括：阳极室内部装有有机垃圾、水和经过驯化的厌氧污泥的阳极室，三者质量比约为4∶2∶1，阳极室与空气隔绝，内部为厌氧环境，阴极室由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠缓冲溶液组成，两者浓度为0.3mol/L，，体积比为2∶1，阴极通过曝气保持好氧环境，阴极室和阳极室之间用盐桥相连。
实施例3
微生物燃料电池包括：阳极室内部装有有机垃圾、水和经过驯化的厌氧污泥的阳极室，三者质量比约为4.5∶2.5∶1，阳极室与空气隔绝，内部为厌氧环境，阴极室由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠缓冲溶液组成，两者浓度为0.2mol/L，，体积比为2.5∶1.5，阴极通过曝气保持好氧环境，阴极室和阳极室之间用盐桥相连。
以上实施例子表明：本发明用有机垃圾产电时，经检测最大开路电压达到700～1100mV左右，最大功率密度为：35～55mw/m2，TOC(总有机碳降解率)约为20～35％。本发明方法简单，装置结构简单，无污染，有机垃圾得到了有效利用。

Claims (6)

1.一种微生物燃料电池，包括阳极室(10)和阴极室(11)，其中阳极室(10)与阴极室(11)通过盐桥(12)相连，所述阳极室(10)的内部装有有机垃圾、水和厌氧污泥，内部为厌氧环境，所述阴极室(11)由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠缓冲溶液组成，内部为好氧环境。
2.根据权利要求1所述的一种微生物燃料电池，其特征在于：所述的有机垃圾、水和厌氧污泥三者质量比为4～5∶2～3∶1。
3.根据权利要求1所述的一种微生物燃料电池，其特征在于：所述的阳极室(10)与空气隔绝。
4.根据权利要求1所述的一种微生物燃料电池，其特征在于：所述的磷酸氢二钠和磷酸二氢钠缓冲溶液浓度为0.1～0.3mol/L，磷酸氢二钠和磷酸二氢钠缓冲溶液体积比为2～3∶1～2。
5.根据权利要求1所述的一种微生物燃料电池，其特征在于：所述的阴极室(11)通过曝气处理。
6.根据权利要求1或2所述的一种微生物燃料电池，其特征在于：所述的厌氧污泥经过驯化处理。
CN2011101235335A 2011-05-13 2011-05-13 一种微生物燃料电池 Pending CN102208671A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101235335A CN102208671A (zh) 2011-05-13 2011-05-13 一种微生物燃料电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101235335A CN102208671A (zh) 2011-05-13 2011-05-13 一种微生物燃料电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102208671A true CN102208671A (zh) 2011-10-05

Family

ID=44697390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101235335A Pending CN102208671A (zh) 2011-05-13 2011-05-13 一种微生物燃料电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102208671A (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102500604A (zh) * 2011-11-28 2012-06-20 辽宁科技大学 固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环技术
CN104979576A (zh) * 2014-04-04 2015-10-14 陈家骏 甲醇电池
CN106505233A (zh) * 2016-11-10 2017-03-15 重庆大学 一种竹炭管束式鼓泡空气阴极结构的微生物燃料电池
CN109830730A (zh) * 2019-02-17 2019-05-31 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种化学能电能转换装置
CN109888352A (zh) * 2019-02-20 2019-06-14 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种化学能电能转换装置
CN109904503A (zh) * 2019-02-20 2019-06-18 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种化学能电能转换装置
CN110273310A (zh) * 2019-03-20 2019-09-24 杭州电子科技大学 一种利用mfc处理办公室废纸的方法
CN110571051A (zh) * 2018-10-05 2019-12-13 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电容
CN110600265A (zh) * 2018-10-05 2019-12-20 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电容
CN110634674A (zh) * 2018-10-05 2019-12-31 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电容
CN110634678A (zh) * 2018-10-05 2019-12-31 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电容
CN110690061A (zh) * 2018-10-05 2020-01-14 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电容构建方法
CN111648931A (zh) * 2019-06-03 2020-09-11 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种化学发动机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1364146A (zh) * 1999-07-07 2002-08-14 韩国科学技术研究院 一种用于废水处理的使用废水和活性污泥的生物燃料电池
CN1874040A (zh) * 2005-06-03 2006-12-06 清华大学 一种以有机废水为燃料的单池式微生物电池
CN101145620A (zh) * 2007-11-02 2008-03-19 哈尔滨工业大学 微生物燃料电池及其处理啤酒废水的方法
CN101607781A (zh) * 2009-07-17 2009-12-23 广东省生态环境与土壤研究所 一种微生物电池装置及城市污泥的处置方法
CN101916873A (zh) * 2010-08-18 2010-12-15 天津理工大学 一种圆柱型微生物燃料电池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1364146A (zh) * 1999-07-07 2002-08-14 韩国科学技术研究院 一种用于废水处理的使用废水和活性污泥的生物燃料电池
CN1874040A (zh) * 2005-06-03 2006-12-06 清华大学 一种以有机废水为燃料的单池式微生物电池
CN101145620A (zh) * 2007-11-02 2008-03-19 哈尔滨工业大学 微生物燃料电池及其处理啤酒废水的方法
CN101607781A (zh) * 2009-07-17 2009-12-23 广东省生态环境与土壤研究所 一种微生物电池装置及城市污泥的处置方法
CN101916873A (zh) * 2010-08-18 2010-12-15 天津理工大学 一种圆柱型微生物燃料电池

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102500604A (zh) * 2011-11-28 2012-06-20 辽宁科技大学 固体生活垃圾能源化利用及可再生生物碳循环技术
CN104979576A (zh) * 2014-04-04 2015-10-14 陈家骏 甲醇电池
CN106505233A (zh) * 2016-11-10 2017-03-15 重庆大学 一种竹炭管束式鼓泡空气阴极结构的微生物燃料电池
CN106505233B (zh) * 2016-11-10 2019-03-19 重庆大学 一种竹炭管束式鼓泡空气阴极结构的微生物燃料电池
CN110600265A (zh) * 2018-10-05 2019-12-20 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电容
CN110571051A (zh) * 2018-10-05 2019-12-13 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电容
CN110634674A (zh) * 2018-10-05 2019-12-31 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电容
CN110634678A (zh) * 2018-10-05 2019-12-31 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电容
CN110690061A (zh) * 2018-10-05 2020-01-14 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电容构建方法
CN109830730A (zh) * 2019-02-17 2019-05-31 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种化学能电能转换装置
CN109888352A (zh) * 2019-02-20 2019-06-14 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种化学能电能转换装置
CN109904503A (zh) * 2019-02-20 2019-06-18 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种化学能电能转换装置
CN110273310A (zh) * 2019-03-20 2019-09-24 杭州电子科技大学 一种利用mfc处理办公室废纸的方法
CN111648931A (zh) * 2019-06-03 2020-09-11 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种化学发动机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102208671A (zh) 一种微生物燃料电池
Pant et al. Bioelectrochemical systems (BES) for sustainable energy production and product recovery from organic wastes and industrial wastewaters
CN101607781B (zh) 一种微生物电池装置及城市污泥的处置方法
CN102427142B (zh) 小球藻微生物燃料电池反应器
CN102329006A (zh) 同时产电、产氢及污水处理的微生物光电化学系统
CN101710626B (zh) 一种单室微生物燃料电池及其在废水处理中的应用
Ozkaya et al. Bioelectricity production using a new electrode in a microbial fuel cell
CN102496733A (zh) 一种海底有机污染物的微生物燃料电池催化加速降解方法
CN101764241A (zh) 一种藻类阴极双室微生物燃料电池及其应用
Nastro Microbial fuel cells in waste treatment: recent advances
CN109378508A (zh) 一种投加降解类细菌的单室微生物燃料电池及其使用方法
CN102544562A (zh) 一种空气透过阴极双室微生物燃料电池
CN102569860A (zh) 酶强化以剩余污泥为燃料的mfc产电性能及强化污泥减量化的方法
Poggi-Varaldo et al. Effect of inoculum type on the performance of a microbial fuel cell fed with spent organic extracts from hydrogenogenic fermentation of organic solid wastes
CN105731650A (zh) 一种完全生物调控的硝基酚强化电化学降解方法
Rudenko et al. The use of urban sewage sludge as a substrate in a microbial fuel cell
CN108751381A (zh) 零价铁还原耦合微生物燃料电池降解偶氮染料废水的方法
Duţeanu et al. Microbial fuel cells–an option for wastewater treatment
CN103715433A (zh) 一种电气石-聚苯胺复合电极的制备方法及应用
Zamri et al. Microbial fuel cell as new renewable energy for simultaneous waste bioremediation and energy recovery
Bélafi-Bako et al. Study on operation of a microbial fuel cell using mesophilic anaerobic sludge
CN204834757U (zh) 一种采用光生物反应器的燃料电池供电系统
Zhang et al. A new technology of microbial fuel cell for treating both sewage and wastewater of heavy metal
CN105355938B (zh) 一种肽纳米管包埋核黄素修饰微生物燃料电池阳极的方法
CN102916211A (zh) 一种空气呼吸生物阴极微生物燃料电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20111005