[發明專利]新型微流控芯片生物燃料電池的制作方法

無效

• 申請號: 201010183386.6
• 申請日: 2010-05-26
• 公開（公告）號: CN101820073A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 王偉;付鳳富
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

?本發明涉及一種新型微流控芯片生物燃料電池的制作方法。

背景技術

微生物燃料電池(MFC），是一種利用微生物作為催化劑將化學能轉化為電能的裝置。電池分為陰極和陽極，其中陽極是一個小空間，里面培養著微生物，通過供給營養液，在微生物的催化作用下，營養液中的化學能被消耗，微生物產生電子并將電子傳遞給電極，通過外電路再傳遞到陰極。在電池的陰極，由于氧化物質或氧氣的作用，電子被消耗，這樣就形成了回路。電池內部的陽極和陰極分別對應電池外部的負極和正極。

微流控芯片是近幾年剛剛崛起的一種分離、分析集成技術。在一塊數平方厘米的芯片上，它集成了取樣、預處理、分離、反應及測定等分析步驟。芯片不但可以在分析化學中對樣品進行分離，而且芯片的高集成度，可以使它集成各種功能元件，包括微生物燃料電池的燃料室和供應通道等。

如果將生物燃料電池集成到微流控芯片上去，不但會極大地減小電池的體積，而且由于芯片的高集成度，還可以在電池上引入燃料通道，極大地提高芯片燃料電池的電源輸出效率，實現電池輸出功率的可控性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型微流控芯片生物燃料電池的制作方法，該方法制作的新型微流控芯片生物燃料電池不僅體積小，電池輸出效率高，而且可以對電池輸出功率進行控制。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種新型微流控芯片生物燃料電池的制作方法，其特征在于：包含如下步驟：

（1）取一上表面具有導電層的導電玻璃，去除所述導電玻璃上表面中部的導電層，以在所述導電玻璃上表面形成相互絕緣的左、右導電層和中部絕緣帶；

（2）取一PDMS片，在所述PDMS片下表面的左側加工出陽極室凹槽以及分別與陽極室凹槽相連通的營養液進、出通孔，在所述PDMS片下表面的右側加工出陰極室凹槽以及分別與陰極室凹槽相連通的電解液進、出通孔，在所述陽極室凹槽和陰極室凹槽之間加工一用于導通所述陽極室凹槽和陰極室凹槽的鹽橋通道以及與所述鹽橋通道相連通的鹽橋溶液入口通孔，所述營養液進、出通孔，電解液進、出通孔和鹽橋溶液入口通孔分別向上貫穿至所述PDMS片的上表面以利進液；

（3）將所述PDMS片貼附在所述導電玻璃上面，并使所述陽極室凹槽和所述陰極室凹槽主體分別與所述左導電層和右導電層接觸，在所述鹽橋溶液入口通孔輸入熱鹽橋溶液，并讓鹽橋溶液冷卻凝固形成鹽橋，所述鹽橋不與所述左、右導電層直接接觸。

本發明的有益效果是：

1、制作的新型微流控芯片生物燃料電池與傳統燃料電池相比，體積極大的縮小，電池輸出效率更高；

2、芯片上面可以執行流速和流量的控制，通過對陽極室營養液和陰極室電解液的流入控制，可以實現電池電壓輸出大小的調節，這是以往燃料電池所不具備的。

3、用左右兩邊的導電玻璃作為陽極和陰極室的組成部分，同時作為負電極和正電極輸出電壓，極大地節省了空間，提高了燃料電池集成度。

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明實施例中微流控芯片生物燃料電池的結構示意圖。

具體實施方式

本發明的新型微流控芯片生物燃料電池的制作方法，包含如下步驟：

（1）取一上表面具有導電層的導電玻璃1，尺寸為8mm×7mm，去除所述導電玻璃上表面中部的導電層，以在所述導電玻璃上表面形成相互絕緣的左導電層1、右導電層11和中部絕緣帶9；

（2）取一PDMS（聚二甲基硅氧烷）片，用印章技術，在所述PDMS片下表面的左側加工出陽極室凹槽4以及分別與陽極室凹槽4相連通的營養液進、出通孔3和2，在所述PDMS片下表面的右側加工出陰極室凹槽10以及分別與陰極室凹槽10相連通的電解液進、出通孔8和7，所述陽極室凹槽4和陰極室凹槽10的尺寸均為25mm×38mm，在所述陽極室凹槽4和陰極室凹槽10之間加工一用于導通所述陽極室凹槽4和陰極室凹槽10的鹽橋通道5以及與所述鹽橋通道5相連通的鹽橋溶液入口通孔6，所述營養液進、出通孔3和2，電解液進、出通孔8和7以及鹽橋溶液入口通孔6分別向上貫穿至所述PDMS片的上表面，以利于從PDMS片外進液；