CN109904502A - 一种微生物燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明属于微生物电池技术领域，具体的说是一种微生物燃料电池；包括外壳体，所述外壳体内侧中部固连有质子交换膜，所述外壳体两端均设置有第一外筒，所述第一外筒一端设置有第二外筒；本发明通过本发明提供的一种微生物燃料电池，通过设置第一外筒、第二外筒和补给装置，第一外筒和第二外筒能够调节盛装液体的空间，能够根据不同的对电池使用时长的要求，灌装不同重量的液体，同时通过多次推拉第二外筒，能够使使用后产生的二氧化碳与空气混合均匀，方便检测二氧化碳的浓度，使补给装置更精确的补给营养液，气缸和搅拌轴的设置，能够对营养液进行搅拌并及时感知营养液的量是否较低。

Description

一种微生物燃料电池

技术领域

本发明属于微生物电池技术领域，具体的说是一种微生物燃料电池。

背景技术

微生物燃料电池是利用生物质能的装置。可分为间接型燃料电池和直接型燃料电池。利用酶或者微生物组织作为催化剂，将燃料的化学能转化为电能的发电装置。

现有的微生物电池规格大小不易改变，并且使用一段时间后其内部的液体中的营养物质消耗一部分后，电池的输出电压降低，影响实际的使用,鉴于此，本发明提供了一种微生物燃料电池，其具有以下有益效果：

1、本发明提供的一种微生物燃料电池，通过设置第一外筒、第二外筒和补给装置，第一外筒和第二外筒能够调节盛装液体的空间，能够根据不同的对电池使用时长的要求，灌装不同重量的液体，同时通过多次推拉第二外筒，能够使使用后产生的二氧化碳与空气混合均匀，方便检测二氧化碳的浓度，使补给装置更精确的补给营养液，提高了电池的使用寿命，气缸和搅拌轴的设置，能够对营养液进行搅拌并及时感知营养液的量是否较低。

2、本发明提供的一种微生物燃料电池，通过设置不同数量和方向的电极，能够满足不同的接线要求，适应不同的场所。

3、本发明提供的一种微生物燃料电池，通过设置螺旋桨和刷毛，推动第一外筒移动时，螺旋桨在液体中推进时，叶片能够转动，进而带动刷毛转动，对外壳体底部的厌氧污泥进行搅动，进而提高微生物的活性，产电效果好，并且在更换溶液时能够将污泥排出的较彻底，并且两排螺旋桨交错设置且不在同一条直线上，能够相互将死角位置进行清理，提高了清理效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种微生物燃料电池，其主要通过设置第一外筒、第二外筒和补给装置，第一外筒和第二外筒能够调节盛装液体的空间，通过多次推拉第二外筒，能够使使用后产生的二氧化碳与空气混合均匀，精准检测二氧化碳的浓度，再补给补给营养液，气缸和搅拌轴能够对营养液进行搅拌并及时感知营养液的量是否较低，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微生物燃料电池，包括外壳体，所述外壳体内侧中部固连有质子交换膜，所述外壳体两端均设置有第一外筒，所述第一外筒一端设置有第二外筒，所述外壳体内壁和第一外筒内壁均固连有挡圈，所述第一外筒表面和第二外筒表面均固连有限位圈，挡圈能够对限位圈进行阻挡，所述外壳体顶部固连有补给装置，所述外壳体内部设置有两个电极，分别为电池的正负极，所述电极顶部固连有端子，所述端子固连在外壳体顶部，所述外壳体底部设置有出液口，所述出液口底部设置有胶塞，所述出液口通过胶塞密封，通过拉动第二外筒，能够将第一外筒拉动，进而改变了盛装液体的空间，电池的使用时长得到调节，使电池的规格改变，适应不同场合的需要，所述第二外筒上的限位圈与第一外筒内壁的挡圈之间固连有气缸，所述气缸顶部设置有喷气管，喷气管一端设置在补给装置内部，所述补给装置内部设置有转轴，所述转轴表面设置有叶轮，叶轮底部设置有搅拌轴,在通过拉动第二外筒使外壳体内的二氧化碳与空气充分混合时，第二外筒挤压气缸，气缸挤压其内部的空气通过喷气管喷出，推动叶轮带动转轴转动，转轴带动搅拌轴对长久静置的营养液箱内的液体进行搅拌，防止其营养成分沉淀到底部，使每次添加到外壳体内部的营养液成分更均匀，同时营养液箱多次排出营养液后，其内部的液位降低，导致其内部形成负压，气缸越来越难动作，人员能够了解到营养液箱中的营养液快使用完，及时向营养液箱中补充营养液，其中：

补给装置包括营养液箱、出液管、电磁阀、控制器、检测管、传感器和气球，所述营养液箱与外壳体固连，所述营养液箱一侧设有出液管，所述出液管上设置有电磁阀，所述营养液箱侧壁设置控制器，所述控制器表面设置有检测管，所述检测管一端设置在外壳体内部，所述检测管内部设置有传感器，所述检测管顶部设置有气球，传感器能够检测从检测管进入的空气中的二氧化碳浓度，进而将信号传递给控制器，控制器控制电磁阀的开启时长，营养液箱中的补给液通过出液管进入到外壳体内部，对使用后的电池进行补给，实现了电池的多次使用。

作为本发明一种优选的技术方案，两个所述电极分别与两个第二外筒固定连接，所述电极水平设置，当将两个电池水平设置在两侧时，相比于竖直设置，当安装燃料电池时，顶部空间不足时，可以将电极安装在左右两侧，同时将电池的上下两个面固定，防止上下抖动，接线后不易产生松动。

作为本发明一种优选的技术方案，所述电极的数量设置为四个，其中两个所述电极分别固定在两个外筒内壁上，另外两个所述电极固定在外壳体内壁上，当设置四个电极时，两个端子位于顶部，两个端子位于两侧，能够在接线时根据不同场所的需要，合理的选择不同的端子接线，进一步适应不同场所。

作为本发明一种优选的技术方案，所述第一外筒上的限位圈一侧底部固连有两排螺旋桨，所述螺旋桨表面设置有刷毛，两排所述螺旋桨交错设置且不在同一条直线上，在推动第一外筒移动时，螺旋桨在液体中推进时，叶片能够转动，进而带动刷毛转动，对外壳体底部的厌氧污泥进行搅动，进而提高微生物的活性，产电效果好，并且在更换溶液时能够将污泥排出的较彻底,并且两排螺旋桨交错设置且不在同一条直线上，能够相互将死角位置进行清理，提高了清理效果。

作为本发明一种优选的技术方案，与所述第二外筒固连的电极呈折叠状，且电极一端与质子交换膜固连，在推动或者拉动第二外筒移动时，能够带动电极折叠或者伸长，对液体起到混合的效果，加快了液体的流动，微生物活性变强，产电效果好。

作为本发明一种优选的技术方案，所述外壳体内侧顶部和第一外筒内侧顶部均固连有挡板，所述限位圈由磁性材料制成，第一外筒上的限位圈比第二外筒上的限位圈的磁性小，在拉动第二外筒时，由于第一外筒固连的限位圈的磁性小，所以第一外筒和第二外筒整体移动，带动螺旋桨转动，继续拉动时，第二外筒表面的限位圈触碰到与外壳体内壁的挡圈，使其停止移动，第二外筒与第一外筒内壁的挡板分离，第二外筒外侧的限位圈吸附住第一外筒内壁的挡圈，当推动第二外筒时，第二外筒外侧的限位圈率先与挡圈分离，能够先推动第一外筒移动，使螺旋桨工作，当第一外筒位于外壳体内的一端被推动到靠近外壳体中心位置时，再推动第二外筒移动，将被螺旋桨搅动的位于第一外筒内部的的淤泥推出，防止淤泥进入第一外筒，方便后续的清理工作。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明提供的一种微生物燃料电池，通过设置第一外筒、第二外筒和补给装置，第一外筒和第二外筒能够调节盛装液体的空间，能够根据不同的对电池使用时长的要求，灌装不同重量的液体，同时通过多次推拉第二外筒，能够使使用后产生的二氧化碳与空气混合均匀，方便检测二氧化碳的浓度，使补给装置更精确的补给营养液，提高了电池的使用寿命，气缸和搅拌轴的设置，能够对营养液进行搅拌并及时感知营养液的量是否较低。

2、本发明提供的一种微生物燃料电池，通过设置不同数量和方向的电极，能够满足不同的接线要求，适应不同的场所。

3、本发明提供的一种微生物燃料电池，通过设置螺旋桨和刷毛，推动第一外筒移动时，螺旋桨在液体中推进时，叶片能够转动，进而带动刷毛转动，对外壳体底部的厌氧污泥进行搅动，进而提高微生物的活性，产电效果好，并且在更换溶液时能够将污泥排出的较彻底，并且两排螺旋桨交错设置且不在同一条直线上，能够相互将死角位置进行清理，提高了清理效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中图1的A部放大图；

图3是本发明的其中一种电极安装示意图；

图4是本发明的另外一种电极安装示意图；

图中：外壳体1、质子交换膜2、第一外筒3、第二外筒4、挡圈5、限位圈6、补给装置7、营养液箱71、出液管72、电磁阀73、控制器74、检测管75、传感器76、气球77、电极8、端子9、出液口10、螺旋桨11、气缸12、喷气管13、转轴14、叶轮15、搅拌轴16、刷毛17、挡板18。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明所述的一种微生物燃料电池，包括外壳体1，所述外壳体1内侧中部固连有质子交换膜2，所述外壳体1两端均设置有第一外筒3，所述第一外筒3一端设置有第二外筒4，所述外壳体1内壁和第一外筒3内壁均固连有挡圈5，所述第一外筒3表面和第二外筒4表面均固连有限位圈6，挡圈5能够对限位圈6进行阻挡，所述外壳体1顶部固连有补给装置7，所述外壳体1内部设置有两个电极8，分别为电池的正负极，所述电极8顶部固连有端子9，所述端子9固连在外壳体1顶部，所述外壳体1底部设置有出液口10，所述出液口10底部设置有胶塞，所述出液口10通过胶塞密封，通过拉动第二外筒4，能够将第一外筒3拉动，进而改变了盛装液体的空间，电池的使用时长得到调节，使电池的规格改变，适应不同场合的需要，所述第二外筒4上的限位圈6与第一外筒3内壁的挡圈5之间固连有气缸12，所述气缸12顶部设置有喷气管13，喷气管13一端设置在补给装置7内部，所述补给装置7内部设置有转轴14，所述转轴14表面设置有叶轮15，叶轮15底部设置有搅拌轴16,在通过拉动第二外筒4使外壳体1内的二氧化碳与空气充分混合时，第二外筒4挤压气缸12，气缸12挤压其内部的空气通过喷气管13喷出，推动叶轮15带动转轴14转动，转轴14带动搅拌轴16对长久静置的营养液箱71内的液体进行搅拌，防止其营养成分沉淀到底部，使每次添加到外壳体1内部的营养液成分更均匀，同时营养液箱71多次排出营养液后，其内部的液位降低，导致其内部形成负压，气缸12越来越难动作，人员能够了解到营养液箱71中的营养液快使用完，及时向营养液箱71中补充营养液，其中：

补给装置7包括营养液箱71、出液管72、电磁阀73、控制器74、检测管75、传感器76和气球77，所述营养液箱71与外壳体1固连，所述营养液箱71一侧设有出液管72，所述出液管72上设置有电磁阀73，所述营养液箱71侧壁设置控制器74，所述控制器74表面设置有检测管75，所述检测管75一端设置在外壳体1内部，所述检测管75内部设置有传感器76，所述检测管75顶部设置有气球77，传感器76能够检测从检测管75进入的空气中的二氧化碳浓度，进而将信号传递给控制器74，控制器74控制电磁阀73的开启时长，营养液箱71中的补给液通过出液管72进入到外壳体1内部，对使用后的电池进行补给，实现了电池的多次使用。

如图3所示，本发明所述的一种微生物燃料电池，两个所述电极8分别与两个第二外筒4固定连接，所述电极8水平设置，当将两个电池水平设置在两侧时，相比于竖直设置，当安装燃料电池时，顶部空间不足时，可以将电极8安装在左右两侧，同时将电池的上下两个面固定，防止上下抖动，接线后不易产生松动。

如图4所示，本发明所述的一种微生物燃料电池，所述电极8的数量设置为四个，其中两个所述电极8分别固定在两个外筒内壁上，另外两个所述电极8固定在外壳体1内壁上，当设置四个电极8时，两个端子9位于顶部，两个端子9位于两侧，能够在接线时根据不同场所的需要，合理的选择不同的端子9接线，进一步适应不同场所。

如图2所示，本发明所述的一种微生物燃料电池，所述第一外筒3上的限位圈6一侧底部固连有两排螺旋桨11，所述螺旋桨11表面设置有刷毛17，两排所述螺旋桨11交错设置且不在同一条直线上，在推动第一外筒3移动时，螺旋桨11在液体中推进时，叶片能够转动，进而带动刷毛17转动，对外壳体1底部的厌氧污泥进行搅动，进而提高微生物的活性，产电效果好，并且在更换溶液时能够将污泥排出的较彻底,并且两排螺旋桨11交错设置且不在同一条直线上，能够相互将死角位置进行清理，提高了清理效果。

如图1所示，本发明所述的一种微生物燃料电池，与所述第二外筒4固连的电极8呈折叠状，且电极8一端与质子交换膜2固连，在推动或者拉动第二外筒4移动时，能够带动电极8折叠或者伸长，对液体起到混合的效果，加快了液体的流动，微生物活性变强，产电效果好。

如图1所示，本发明所述的一种微生物燃料电池，所述外壳体1内侧顶部和第一外筒3内侧顶部均固连有挡板18，所述限位圈6由磁性材料制成，第一外筒3上的限位圈6比第二外筒4上的限位圈6的磁性小，在拉动第二外筒4时，由于第一外筒3固连的限位圈6的磁性小，所以第一外筒3和第二外筒4整体移动，带动螺旋桨11转动，继续拉动时，第二外筒4表面的限位圈6触碰到与外壳体1内壁的挡圈5，使其停止移动，第二外筒4与第一外筒3内壁的挡板18分离，第二外筒4外侧的限位圈6吸附住第一外筒3内壁的挡圈5，当推动第二外筒4时，第二外筒4外侧的限位圈6率先与挡圈5分离，能够先推动第一外筒3移动，使螺旋桨11工作，当第一外筒3位于外壳体1内的一端被推动到靠近外壳体1中心位置时，再推动第二外筒4移动，将被螺旋桨11搅动的位于第一外筒3内部的的淤泥推出，防止淤泥进入第一外筒3，方便后续的清理工作。

工作时，外壳体1内部左右两侧通过质子交换膜2的作用，通过与两个电极8的端子9进行接线，能够实现电子的流动，通过拉动第二外筒4，能够将第一外筒3拉动，进而改变了盛装液体的空间，电池的使用时长得到调节，使电池的规格改变，适应不同场合的需要，在拉动第二外筒4时，由于第一外筒3固连的限位圈6的磁性小，所以第一外筒3和第二外筒4整体移动，带动螺旋桨11转动，继续拉动时，第二外筒4表面的限位圈6触碰到与外壳体1内壁的挡圈5，使其停止移动，第二外筒4与第一外筒3内壁的挡板18分离，第二外筒4外侧的限位圈6吸附住第一外筒3内壁的挡圈5，当推动第二外筒4时，第二外筒4外侧的限位圈6率先与挡圈5分离，能够先推动第一外筒3移动，使螺旋桨11工作，当第一外筒3位于外壳体1内的一端被推动到靠近外壳体1中心位置时，再推动第二外筒4移动，将被螺旋桨11搅动的位于第一外筒3内部的的淤泥推出，防止淤泥进入第一外筒3，通过多次推拉第二外筒4，使外壳体1内部产生的二氧化碳能够与空气混合均匀，混合后的气体通过检测管75来回进入或移出气球77时，通过传感器76能够检测从检测管75进入的空气中的二氧化碳浓度，进而将信号传递给控制器74，控制器74控制电磁阀73的开启时长，营养液箱71中的补给液通过出液管72进入到外壳体1内部，对使用后的电池进行补给，实现了电池的多次使用，在通过拉动第二外筒4使外壳体1内的二氧化碳与空气充分混合时，第二外筒4挤压气缸12，气缸12挤压其内部的空气通过喷气管13喷出，推动叶轮15带动转轴14转动，带动搅拌轴16对长久静置的营养液箱71内的液体进行搅拌，防止其营养成分沉淀到底部，使每次添加到外壳体1内部的营养液成分更均匀，同时营养液箱71多次排出营养液后，其内部的液位降低，导致其内部形成负压，气缸12越来越难动作，人员能够了解到营养液箱71中的营养液快使用完，及时向营养液箱71中补充营养液，电极8有多种设置方式，可以只设置两个竖直方向上的电极8，也可以只设置两个水平方向上的电极8，也可以竖直方向和水平方向各设置两个，满足不同场所的需要，推动第一外筒3移动时，螺旋桨11在液体中推进时，叶片能够转动，进而带动刷毛17转动，对外壳体1底部的厌氧污泥进行搅动，进而提高微生物的活性，产电效果好，当需要更换液体时，可以使用此种方式，将污泥搅动推出，排出的较彻底，并且两排螺旋桨11交错设置且不在同一条直线上，能够相互将死角位置进行清理，提高了清理效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种微生物燃料电池，包括外壳体(1)，其特征在于：所述外壳体(1)内侧中部固连有质子交换膜(2)，所述外壳体(1)两端均设置有第一外筒(3)，所述第一外筒(3)一端设置有第二外筒(4)，所述外壳体(1)内壁和第一外筒(3)内壁均固连有挡圈(5)，所述第一外筒(3)表面和第二外筒(4)表面均固连有限位圈(6)，所述外壳体(1)顶部固连有补给装置(7)，所述外壳体(1)内部设置有两个电极(8)，所述电极(8)顶部固连有端子(9)，所述端子(9)固连在外壳体(1)顶部，所述外壳体(1)底部设置有出液口(10)，所述出液口(10)底部设置有胶塞，所述出液口(10)通过胶塞密封，所述第二外筒(4)上的限位圈(6)与第一外筒(3)内壁的挡圈(5)之间固连有气缸(12)，所述气缸(12)顶部设置有喷气管(13)，喷气管(13)一端设置在补给装置(7)内部，所述补给装置(7)内部设置有转轴(14)，所述转轴(14)表面设置有叶轮(15)，叶轮(15)底部设置有搅拌轴(16)，其中：

补给装置(7)包括营养液箱(71)、出液管(72)、电磁阀(73)、控制器(74)、检测管(75)、传感器(76)和气球(77)，所述营养液箱(71)与外壳体(1)固连，所述营养液箱(71)一侧设有出液管(72)，所述出液管(72)上设置有电磁阀(73)，所述营养液箱(71)侧壁设置控制器(74)，所述控制器(74)表面设置有检测管(75)，所述检测管(75)一端设置在外壳体(1)内部，所述检测管(75)内部设置有传感器(76)，所述检测管(75)顶部设置有气球(77)。

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：两个所述电极(8)分别与两个第二外筒(4)固定连接，所述电极(8)水平设置。

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：所述电极(8)的数量设置为四个，其中两个所述电极(8)分别固定在两个外筒内壁上，另外两个所述电极(8)固定在外壳体(1)内壁上。

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：所述第一外筒(3)上的限位圈(6)一侧底部固连有两排螺旋桨(11)，所述螺旋桨(11)表面设置有刷毛(17)，两排所述螺旋桨(11)交错设置且不在同一条直线上。

5.根据权利要求3所述的一种微生物燃料电池，其特征在于：与所述第二外筒(4)固连的电极(8)呈折叠状，且电极(8)一端与质子交换膜(2)固连。

6.根据权利要求1所述的一种微生物燃料电池，其特征在于：所述外壳体(1)内侧顶部和第一外筒(3)内侧顶部均固连有挡板(18)，所述限位圈(6)由磁性材料制成，第一外筒(3)上的限位圈(6)比第二外筒(4)上的限位圈(6)的磁性小。