CN204668399U - 一种球形防漏双室微生物燃料电池构型 - Google Patents

一种球形防漏双室微生物燃料电池构型 Download PDF

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马骏
苏冬云
邓小燕
刘勇兰
濮海坤
乔启成
焦玉全
顾诚甦
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Abstract

一种球形防漏双室微生物燃料电池构型，本实用新型涉及一种能处理废水的微生物燃料电池构型，且能发电或制氢的构型。主要包括球形阴极室中放置有圆筒型阳极室、可旋合密封的盖子、载铂碳布阴极、碳刷阳极、阳离子膜、电阻箱、电脑、导线、软管、烧杯；阳极室顶部的盖子上设置有两个口，一为取样口，用于取样测试并用于排放反应过程中产生的气体，二为碳刷阳极伸出口，用于固定碳刷阳极。

Description

一种球形防漏双室微生物燃料电池构型
技术领域
本实用新型涉及一种能处理污水且能产电的微生物燃料电池，确切地说是一种球形防漏双室微生物燃料电池构型。
背景技术
将生物质中的化学能转化成电能已经引起世界各国的广泛关注。其中，微生物燃料电池(MFC)作为一种新的能量获得方法，可从广泛存在的可生物降解、具有还原性的化合物中生产能源。经过十余年的快速发展，MFC技术已经在诸多领域显示出广阔的应用。
很多材料已经在MFC中得到应用，但这些材料是被如何加工、安装并应用到最终系统中——即这里的反应器构型，最终都会决定系统在功率输出、库伦效率、稳定性、以及使用寿命上有什么样的表现。为获取大功率和高的库伦效率，人们设计出了各种构型的反应器，如双室、单室、平板式、套筒式等等，但是都没有获得同步产电和污水净化的满意效果。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种球形防漏双室微生物燃料电池构型。
原有双室形构型阳极室和阴极室体积相等，而阳极室需要的体积更大；两室之间易渗漏；阳极厌氧且不能完全密封；紧固螺栓易锈蚀。为了克服上述技术的不足，本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种球形防漏双室微生物燃料电池构型，包括：球形阴极室(1)、封闭的圆筒形阳极室(2)、旋合密封盖(5)、阳极出口、取样口、碳刷阳极(6)、环状载铂碳布阴极(4)、环状阳离子膜(3)、电阻箱(9)、电脑(10)、导线、软管(7)、烧杯(8)；所述球形阴极室(1)中放置有所述圆筒形阳极室(2)，所述圆筒形阳极室(2)外包裹有环状阳离子膜(3)和环状载铂碳布阴极(4)，所述圆筒形阳极室(2)顶端有旋合密封盖(5)，所述旋合密封盖(5)上设置所述阳极出口和电化学测入口；所述碳刷阳极(6)穿过所述阳极出口直立于所述圆筒形阳极室(2)中，并从所述电化学测入口用所述软管(7)导入所述烧杯(8)；所述碳刷阳极(6)通过所述导线与所述阴极(4)、电阻箱(9)相连，所述电阻箱(9)通过所述导线与电脑(10)相连。
作为优选的方案，所述圆筒形阳极室(2)侧面带有压条和卡爪。
作为优选的方案，所述圆筒形阳极室(2)底面直径为10厘米，高为10厘米，球形阴极室(1)直径为14厘米，底面直径为10厘米。
作为优选的方案，所述环状阳离子膜(3)选自一个质子交换膜、一个阳离子交换膜。
本实用新型的有益效果是：
1、阳极室与阴极室的体积比增大。
2、采用压条和卡爪将膜和阴极接缝压紧，防止渗漏。
3、使阳极室处于厌氧环境，同时可以排出阳极反应中产生的气体。
4、膜与阴极紧密接触，阳极和阴极距离短，提高产电效果和处理污水的能力。
附图说明
图1是本实用新型微生物燃料电池装置结构的示意图。
图中标记：1-球形阴极室；2-圆筒形阳极室；3-膜；4-阴极；5-密封盖；6-碳刷阳极；7-软管；8-烧杯；9-与电阻箱；10-电脑；11-压条；12-卡爪。
图2是圆筒形阳极室(2)侧面圆孔结构示意图。
图3是圆筒形阳极室(2)上压条(11)和卡爪(12)结构示意图。
具体实施方式
实施例：
本实施例以生化公司产生的厌氧污泥进行发电。
1、首次启动时，按照附图1连接装置，
球形阴极室(1)中放置有中心圆筒形阳极室(2)，圆筒形阳极室外包裹有环状膜(3)和环状载铂载铂碳布阴极(4)，阳极室顶端有旋合密封盖(5)，密封盖上有电极出口和电化学测入口，碳刷阳极(6)穿过电极出口直立于圆筒形阳极室中，从电化学测入口用软管(7)导入烧杯(8)，用来进行水封和排出阳极室中产生的气体；导线，连接所述阳极(6)和所述阴极(4)、与电阻箱(9)，导线，连接电阻箱(9)与电脑(10)。
碳刷阳极为市售的直径为10厘米的碳刷，该电极是微生物附着的主要场所并实现电子传递。
载铂碳布阴极是含空气扩散层并载有0.35毫克/平方厘米铂催化剂且长为15厘米，宽为10厘米的长方形碳布电极，该电极是电子受体发生还原反应的场所。
膜为长为15厘米，宽为10厘米的质子交换膜。
阳极为钛丝连接的碳刷，氨处理过的碳刷。
2、装置启动和运行
首先把本实施例装置的电路连接好，电阻箱阻值为500欧姆，往阳极室(2)中放入毫升反应液作为微生物燃料电池的底物，盖上密封盖(5)，放在恒温培养箱中，保持35℃，直至完成反应。
3、在上述运行参数下，本实施例装置产生的开路电压为750毫伏，COD去除率为85％，污泥体积减少了35％，与国内研究的以污泥为底物的双室微生物燃料电池相比，防渗漏性能好，体积小，方便携带，阴阳极室体积分布合理。

Claims (4)

1.一种球形防漏双室微生物燃料电池构型，包括：球形阴极室(1)、封闭的圆筒形阳极室(2)、旋合密封盖(5)、阳极出口、取样口、碳刷阳极(6)、环状载铂碳布阴极(4)、环状阳离子膜(3)、电阻箱(9)、电脑(10)、导线、软管(7)、烧杯(8)；其特征在于：所述球形阴极室(1)中放置有所述圆筒形阳极室(2)，所述圆筒形阳极室(2)外包裹有环状阳离子膜(3)和环状载铂碳布阴极(4)，所述圆筒形阳极室(2)顶端有旋合密封盖(5)，所述旋合密封盖(5)上设置所述阳极出口和电化学测入口；所述碳刷阳极(6)穿过所述阳极出口直立于所述圆筒形阳极室(2)中，并从所述电化学测入口用所述软管(7)导入所述烧杯(8)；所述碳刷阳极(6)通过所述导线与所述阴极(4)、电阻箱(9)相连，所述电阻箱(9)通过所述导线与电脑(10)相连。
2.如权利要求1所述的球形防漏双室微生物燃料电池构型，其特征在于：所述圆筒形阳极室(2)侧面带有压条和卡爪。
3.如权利要求1所述的球形防漏双室微生物燃料电池构型，其特征在于：所述圆筒形阳极室(2)底面直径为10厘米，高为10厘米，球形阴极室(1)直径为14厘米，底面直径为10厘米。
4.如权利要求1所述的球形防漏双室微生物燃料电池构型，其特征在于：所述环状阳离子膜(3)选自一个质子交换膜、一个阳离子交换膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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