CN201146218Y - 一种复合微生物燃料电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复合微生物燃料电池，包括有电池主体，该电池主体的一侧连接有进样口，另一侧设置有出口，在所述进样口上插接有可实现定量进样的进样器；该电池主体底部封闭，上端固设有阴极，在该阴极与所述电池主体底部之间设置有质子交换膜，在该质子交换膜与电池主体底部之间设置有阳极。在进行处理废水发电的同时，可实现在线定量进样和在线取样。在电池中上部设有进样口，并标有刻度，实现连续、定量在线进样；在电池底部设有出口，而不影响电池自身的反应条件和密封性。并可根据实验需要，将电池转变为单室与两室的实验装置进行实验研究，两室有利实验参数的研究，单室有利于工业化推广应用。本实用新型结构简单，易于操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及到一种利用废水中有机物质发电的电池装置，尤其是在实验研究中能连续、定量在线进样、在线取样的小型单室微生物燃料电池。
背景技术
目前，公知的微生物燃料电池实验研究多采用“H”形状的两电池槽，主要是通过管子连接两电极，一般管子内放质子交换膜，常用的质子交换膜有Nafion、Ultrex和盐桥。这种结构电池的关键是膜的选择。这类电池目前多用于基本参数的研究，如新燃料产能情况、特定化合物降解中微生物群落等的研究。现有微生物燃料电池均具为单电池槽，即将阳极、阴极在一个池中的电池，此种电池降低了内部阻力，增加电流密度，提高了整个电池的电能输出，主要有上流管状MFC、平板MFC、“三合一”MFC等。但是已知的微生物燃料电池只能进行批处理实验，不能进行连续、定量在线进样，也不能在线取样进行污水指标检测，只能通过电流变化来检测微生物底物消耗量。另一方面一个微生物燃料电池要么只能是单室，要么就是两室的实验研究，如要进行下一个参数的研究则只好更换电池设备，给实验研究带来极大不方便。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有的微生物燃料电池不能在线进样、在线取线，提供一种能实现连续、定量在线取样，在线进样的微生物燃料电池。
为达到以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案，一种复合微生物燃料电池，包括有电池主体，该电池主体的一侧连接有进样口，另一侧设置有出口，在所述进样口上连接有可实现连续定量进样的进样器。
本实用新型采取可定量进样的进样器，进样器上设置有具压缩能力的进样开关，并在其上标记有刻度尺，该进样器采用杠杆原理，当压下进样器开关，钢珠抬起，阀门打开，溶液流入；松开开关，由于重力作用，钢珠自动降到阀门，关闭阀门，停止进样，可实现水封，密封效果好。同时在反应器侧面底部设有出口，并装有阀门开关，依靠液体自身压水达到密封。这样可实现在线进样、在线取样或者连续工作，而不影响反应器的正常运作。
该电池主体底部封闭，上端设置有阴极，在该阴极与所述电池主体底部之间设置有可活动的质子交换膜，在该质子交换膜与电池主体底部之间设置有阳极。
本实用新型微生物燃料电池可以进行单室和两室的方便变换，有利于实验研究，有助于实现反应器的串联和连续流。有以下两种情况：(一)当以氧气或空气作为电子受体时，质子交换膜与阴极可热压形成一体，使电池主体内腔中只形成有阳极室，此时就是单室微生物燃料电池。(二)当以铁氰化钾等电解质溶液作为电子受体时，质子交换膜与阴极分离，在质子交换膜与阴极之间的空间内注入一层电解质溶液，质子交换膜与阴极之间形成阴极室，而质子交换膜与所述电池主体底部之间形成阳极室，此时电池主体内腔中形成两室微生物燃料电池，即可进行两室微生物燃料电池的实验研究，实现一个反应器多种用途。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点：在进行废水处理发电的同时，可实现在线定量进样和在线取样。在反应器中上部设有进样口，并标有刻度，实现连续、定量在线进样；在反应器底部设有取样口，而不影响反应器自身的反应条件和密封性。并可根据实验需要，将电池转变为单室与两室的实验装置进行实验研究，两室有利实验参数的研究，单室有利于工业化推广应用。本实用新型结构简单，易于操作。
附图说明
图1是本实用新型燃料电池单室结构示意图；
图2是本实用新型燃料电池两室结构示意图；
图3是本实用新型进样器结构示意图；
附图标记说明：1、电池主体，11、出口，12、阀门开关，2、阴极，21、阴极接头，22、阴极室，3、质子交换膜，4、阳极，41、阳极接头，42、阳极室，5、进样器，51、进样口，52、进样开关，53、支撑杆，54、钢珠，55、进样器顶盖，56、阀门。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的说明：
实施例
请参阅图1到图3所示，一种复合微生物燃料电池，包括有电池主体1，该电池主体1的一侧连接有进样口51，另一侧设置有出口11，在所述进样口51上插接有可实现定量进样的进样器5；该电池主体1底部封闭，上端设置有阴极2，在该阴极2与所述电池主体1底部之间设置有质子交换膜3，在该质子交换膜3与电池主体1底部之间设置有阳极4。在该阴极2表面还引出阴极接头21，并从阳极4处引出阳极接头41，以进行电连接。
图1中是燃料电池单室结构示意图，当以空气或氧气作为电子受体时，阴极电极材料与质子交换膜3热压在一起，即可在电池主体1内腔中形成单个的阳极室42。
图2是燃料电池两室结构示意图，在该两室结构中，阴极2与质子交换膜3分离设置，在电池主体1内腔中，质子交换膜3与阴极2之间注入铁氰化钾等电解质溶液从而形成为阴极室22，而质子交换膜3和电池主体1底部之间形成阳极室42，从而构成两室微生物燃料电池。
本实用新型在使用时，首先在进样口51中加入有机生物燃料(如下水管道污泥、高COD的生活污水(80％)及人工培养基(20％)等到阳极室42，进样口51与阳极室42相通，该阳极室42中布设有碳布导电材料，从而形成阳极4，阳极4可固定设置于电池主体内腔中，以保证更好的使用效果，然后慢慢在液面贴上质子交换膜3，在质子交换膜3以上注入一溥层电解质溶液，再在之上附上阴极2。
若万用表检测到电压不稳定，则从出口11处，打开阀门开关12进行取样，如检测到废水COD有明显降低，就要从进样口51补充新的燃料，以补充微生物产电所需的营养物质。
图3是进样器结构示意图，使用时，取下进样开关52，打开进样器顶盖55，把原料加入进样器5中，将顶盖55盖上，插上开关。当压下进样器开关52时，支撑杆53弹起钢珠54，此时阀门56打开，溶液流入；再次弹起开关52，支撑杆53回到原位，钢珠54同样回到阀门56口处，由于重力作用而自动封闭阀门56，停止进样。
该微生物燃料电池主体可以设计成不同的形状，方形或者圆形或者椭圆形。
Claims (8)
1、一种复合微生物燃料电池，包括有电池主体(1)，该电池主体(1)的一侧连接有进样口(51)，另一侧设置有出口(11)，其特征在于：在所述进样口(51)上连接有可实现连续定量进样的进样器(5)。
2、根据权利要求1所述的复合微生物燃料电池，其特征在于：所述进样器(5)上设置有进样开关(52)，其上标记有刻度尺，该进样器(5)内还设置有与进样开关(52)连接的支撑杆(53)，该支撑杆(53)另一端抵触有钢珠(54)，在未使用状态下，该钢珠(54)处于阀门(56)处，阀门关闭，停止进样；在工作状态下，该支撑杆(53)可将该钢珠(54)顶离，阀门打开，开始进样。
3、根据权利要求1所述的复合微生物燃料电池，其特征在于：该电池主体(1)底部封闭，上端设置有阴极(2)，在该阴极(2)与电池主体(1)底部之间设置有可移动的质子交换膜(3)，在该质子交换膜(3)与电池主体(1)底部之间设置有阳极(4)。
4、根据权利要求3所述的复合微生物燃料电池，其特征在于：所述阳极(4)固定设置于所述电池主体(1)内。
5、根据权利要求1所述的复合微生物燃料电池，其特征在于：所述出口(11)上设置有阀门开关(12)。
6、据权利要求3所述的复合微生物燃料电池，其特征在于：所述质子交换膜(3)与所述阴极(2)热压形成一体，使电池主体(1)内腔中形成阳极室(42)。
7、根据权利要求3所述的复合微生物燃料电池，其特征在于：所述质子交换膜(3)与所述阴极(2)分离设置，在其之间形成阴极室(22)，该质子交换膜(3)与所述电池主体(1)底部之间形成阳极室(42)。
8、根据权利要求1或6或7所述的复合微生物燃料电池，其特征在于：所述进样口(51)与所述阳极室(42)连通。
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|---|---|
| CN (1) | CN201146218Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102583768A (zh) * | 2012-01-09 | 2012-07-18 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种垃圾渗滤液的高效处理新方法 |
-
2008
- 2008-01-31 CN CN200820043620.3U patent/CN201146218Y/zh not_active Expired - Lifetime
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