[發明專利]微生物燃料電池裝置和電池及用法以及水處理系統

無效

• 申請號: 200610104081.5
• 申請日: 2006-08-01
• 公開（公告）號: CN101118973A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 董俊卿
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16;C02F3/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;程榮逵

1.一種微生物燃料電池裝置，該裝置包括電池外殼(1)、陽極腔室(3)、陽極(13)、陰極腔室(4)、陰極(16)和隔膜(17)；所述陽極(13)位于陽極腔室(3)中，隔膜(17)位于陽極腔室(3)及陰極腔室(4)之間，其特征在于，所述陰極(16)為片狀陰極，片狀陰極的一個表面和隔膜(17)的一個表面貼合形成膜陰極組件(10)，片狀陰極不與隔膜(17)貼合的一面位于陰極腔室(4)一側。

2.根據權利要求1所述的微生物燃料電池裝置，其中，片狀陰極表面的面積是隔膜(17)表面面積的至少75％。

3.根據權利要求2所述的微生物燃料電池裝置，其中，片狀陰極表面的面積是隔膜(17)表面面積的90-100％。

4.根據權利要求1所述的微生物燃料電池裝置，其中，所述片狀陰極選自炭布或炭紙。

5.根據權利要求1所述的微生物燃料電池裝置，其中，所述微生物燃料電池裝置包括外筒和套在外筒中的內筒，所述電池外筒的筒壁為電池外殼(1)；陽極(13)位于所述內筒的筒壁和外筒的筒壁之間的空間內；所述內筒的筒壁和外筒的筒壁之間的空間為陽極腔室(3)；所述內筒的筒壁包括片狀陰極的一個表面和隔膜(17)的一個表面貼合形成的膜陰極組件(10)，片狀陰極不與隔膜(17)貼合的一面位于內筒內；所述內筒內的空間為陰極腔室(4)。

6.根據權利要求5所述的微生物燃料電池裝置，其中，所述套筒的外筒和內筒的截面為圓形；所述陽極腔室(3)和陰極腔室(4)的體積比大于1∶1。

7.根據權利要求6所述的微生物燃料電池裝置，其中，陽極腔室(3)和陰極腔室(4)的體積比為2∶1至100∶1。

8.根據權利要求5所述的微生物燃料電池裝置，其中，所述陽極腔室(3)還包括陽極入口(5)和陽極出口(6)，所述陽極入口(5)低于陽極出口(6)；所述陰極腔室(4)還包括陰極入口(7)和陰極出口(8)。

9.根據權利要求5所述的微生物燃料電池裝置，其中，所述內筒的筒壁還包括位于膜陰極組件(10)和陽極腔室(3)之間的金屬網(9)；所述金屬網(9)與膜陰極組件(10)的隔膜面貼合。

10.根據權利要求5所述的微生物燃料電池裝置，其中，所述內筒的筒壁還包括位于膜陰極組件(10)和陰極腔室(4)之間的內筒支架(11)；所述內筒支架(11)與膜陰極組件(10)的陰極面貼合；該支架為網孔(12)結構。

11.根據權利要求5所述的微生物燃料電池裝置，其中，所述陽極(13)為石墨棒；所述石墨棒的個數為3-10；所述石墨棒的總體積占所述陽極腔室(3)的總容積的10-70％。

12.根據權利要求11所述的微生物燃料電池裝置，其中，所述石墨棒在所述陽極腔室(3)中均勻分布。

13.一種微生物燃料電池，該電池包括微生物燃料電池裝置、位于該裝置中的電化學活性微生物，以及工作液和/或工作氣體，其特征在于，所述微生物燃料電池裝置為權利要求1-12中任意一項所述的微生物燃料電池裝置。

14.根據權利要求13所述的微生物燃料電池，其中，所述電化學活性微生物為厭氧微生物。

15.根據權利要求13所述的微生物燃料電池，其中，所述微生物燃料電池的陽極腔室(3)中還包括陽極工作液；所述陽極工作液為污水或所述電化學活性微生物的培養液；所述微生物燃料電池的陰極腔室(4)中還包括陰極工作液或工作氣體；所述陰極工作液為氧飽和水或氧化還原電位低于陽極腔室工作液的溶液；所述工作氣體為氧氣或空氣。

16.權利要求13所述微生物燃料電池的使用方法，該方法包括：

1)將外電路與微生物燃料電池的陰極(16)和陽極(13)連接以構成回路；

2)向陽極腔室(3)中加入工作液，并使工作液在陽極腔室(3)的停留時間為20-30小時；向陰極腔室(4)中加入工作液或通入工作氣體。

17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述向陽極腔室(3)中加入工作液為向陽極腔室(3)中連續加入工作液，經電化學活性微生物分解后的工作液連續排出陽極腔室(3)。

18.一種包括微生物燃料電池的污水處理系統，其中，所述微生物燃料電池為權利要求13-15中任意一項所述的微生物燃料電池。