[實用新型]一種復合微生物燃料電池

有效

• 申請號: 200820043620.3
• 申請日: 2008-01-31
• 公開（公告）號: CN201146218Y
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 孔曉英;孫永明;袁振宏;李連華;李東;許敬亮;馬隆龍;吳創之
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本實用新型涉及到一種利用廢水中有機物質發電的電池裝置，尤其是在實驗研究中能連續、定量在線進樣、在線取樣的小型單室微生物燃料電池。

背景技術

目前，公知的微生物燃料電池實驗研究多采用“H”形狀的兩電池槽，主要是通過管子連接兩電極，一般管子內放質子交換膜，常用的質子交換膜有Nafion、Ultrex和鹽橋。這種結構電池的關鍵是膜的選擇。這類電池目前多用于基本參數的研究，如新燃料產能情況、特定化合物降解中微生物群落等的研究。現有微生物燃料電池均具為單電池槽，即將陽極、陰極在一個池中的電池，此種電池降低了內部阻力，增加電流密度，提高了整個電池的電能輸出，主要有上流管狀MFC、平板MFC、“三合一”MFC等。但是已知的微生物燃料電池只能進行批處理實驗，不能進行連續、定量在線進樣，也不能在線取樣進行污水指標檢測，只能通過電流變化來檢測微生物底物消耗量。另一方面一個微生物燃料電池要么只能是單室，要么就是兩室的實驗研究，如要進行下一個參數的研究則只好更換電池設備，給實驗研究帶來極大不方便。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有的微生物燃料電池不能在線進樣、在線取線，提供一種能實現連續、定量在線取樣，在線進樣的微生物燃料電池。

為達到以上目的，本實用新型采取了以下的技術方案，一種復合微生物燃料電池，包括有電池主體，該電池主體的一側連接有進樣口，另一側設置有出口，在所述進樣口上連接有可實現連續定量進樣的進樣器。

本實用新型采取可定量進樣的進樣器，進樣器上設置有具壓縮能力的進樣開關，并在其上標記有刻度尺，該進樣器采用杠桿原理，當壓下進樣器開關，鋼珠抬起，閥門打開，溶液流入；松開開關，由于重力作用，鋼珠自動降到閥門，關閉閥門，停止進樣，可實現水封，密封效果好。同時在反應器側面底部設有出口，并裝有閥門開關，依靠液體自身壓水達到密封。這樣可實現在線進樣、在線取樣或者連續工作，而不影響反應器的正常運作。

該電池主體底部封閉，上端設置有陰極，在該陰極與所述電池主體底部之間設置有可活動的質子交換膜，在該質子交換膜與電池主體底部之間設置有陽極。

本實用新型微生物燃料電池可以進行單室和兩室的方便變換，有利于實驗研究，有助于實現反應器的串聯和連續流。有以下兩種情況：(一)當以氧氣或空氣作為電子受體時，質子交換膜與陰極可熱壓形成一體，使電池主體內腔中只形成有陽極室，此時就是單室微生物燃料電池。(二)當以鐵氰化鉀等電解質溶液作為電子受體時，質子交換膜與陰極分離，在質子交換膜與陰極之間的空間內注入一層電解質溶液，質子交換膜與陰極之間形成陰極室，而質子交換膜與所述電池主體底部之間形成陽極室，此時電池主體內腔中形成兩室微生物燃料電池，即可進行兩室微生物燃料電池的實驗研究，實現一個反應器多種用途。

本實用新型與現有技術相比，具有如下的優點：在進行廢水處理發電的同時，可實現在線定量進樣和在線取樣。在反應器中上部設有進樣口，并標有刻度，實現連續、定量在線進樣；在反應器底部設有取樣口，而不影響反應器自身的反應條件和密封性。并可根據實驗需要，將電池轉變為單室與兩室的實驗裝置進行實驗研究，兩室有利實驗參數的研究，單室有利于工業化推廣應用。本實用新型結構簡單，易于操作。

附圖說明

圖1是本實用新型燃料電池單室結構示意圖；

圖2是本實用新型燃料電池兩室結構示意圖；

圖3是本實用新型進樣器結構示意圖；

附圖標記說明：1、電池主體，11、出口，12、閥門開關，2、陰極，21、陰極接頭，22、陰極室，3、質子交換膜，4、陽極，41、陽極接頭，42、陽極室，5、進樣器，51、進樣口，52、進樣開關，53、支撐桿，54、鋼珠，55、進樣器頂蓋，56、閥門。

具體實施方式

以下結合附圖與具體實施方式對本實用新型做進一步的說明：

實施例

請參閱圖1到圖3所示，一種復合微生物燃料電池，包括有電池主體1，該電池主體1的一側連接有進樣口51，另一側設置有出口11，在所述進樣口51上插接有可實現定量進樣的進樣器5；該電池主體1底部封閉，上端設置有陰極2，在該陰極2與所述電池主體1底部之間設置有質子交換膜3，在該質子交換膜3與電池主體1底部之間設置有陽極4。在該陰極2表面還引出陰極接頭21，并從陽極4處引出陽極接頭41，以進行電連接。

圖1中是燃料電池單室結構示意圖，當以空氣或氧氣作為電子受體時，陰極電極材料與質子交換膜3熱壓在一起，即可在電池主體1內腔中形成單個的陽極室42。