[發明專利]一種利用生物質能轉換電解金屬或金屬氧化物的裝置及方法

在審

• 申請號: 201310439637.6
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103526228A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 李浩然;王維大;楊志超;蔡震雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C25C1/00
• 分類號: C25C1/00;C25C7/00;H01M8/16
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

1.一種利用生物質能轉換電解金屬或金屬氧化物的裝置，其特征在于，所述裝置包括電解槽（4）、電解槽陽極（9）以及電解槽陰極（10）；還包括生物質能轉換反應器（3）；

所述生物質能轉換反應器（3），包括：池體（12）、生物質能轉換反應器陰極（7）以及生物質能轉換反應器陽極（8）；

所述生物質能轉換反應器陰極（7）覆蓋于池體（12）的池口，并與電解槽陽極（9）相連接；所述生物質能轉換反應器陽極（8）位于池體（12）內，并穿透生物質能轉換反應器陰極（7）與電解槽陰極（10）相連。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述生物質能轉換反應器陰極（7）與生物質能轉換反應器陽極（8）的材料為碳纖維氈或碳纖維布。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述生物質能轉換反應器（3）的池體（12）側壁依次連接生物質投料泵（2）和生物質儲備槽（1）。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電解槽（4）側壁依次連接電解液投料泵（13）和電解液儲備槽（6）。

5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述生物質能轉換反應器陰極（7）通過恒電流控制器（5）與電解槽陽極（9）相連接；所述生物質能轉換反應器陽極（8）通過恒電流控制器（5）與電解槽陰極（10）相連接。

6.一種基于權利要求1-5所述裝置利用生物質能轉換電解金屬或金屬氧化物的方法，包括以下步驟：

1）將菌液添加入生物質能轉換反應器的池體內，液面接觸生物質能轉換反應器陰極；

2）將生物質加入生物質能轉換反應器的池體內，當生物質能轉換反應器電壓穩定后，將電解液裝入電解槽內，使電解槽內電解液溫度達到30～100℃；

3）將生物質能轉換反應器陽極連入電解槽陰極，將生物質能轉換反應器陰極連入電解槽陽極，進行電解。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述生物質能轉換反應器陽極經200～600℃預氧化。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在生物質能轉換反應器陰極的接觸空氣面涂覆催化劑，在觸水面涂覆疏水劑；生物質能轉換反應器陰極與陽極通過絕緣套管隔離。

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述電解液為50～200g/L的金屬鹽溶液和50～250g/L的無機酸溶液。

10.根據權利要求6或9所述的方法，其特征在于，所述電解液的pH值為2～7。

11.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述菌液中細菌為克雷伯桿菌屬、希瓦氏菌屬、地桿菌屬、假單胞菌屬和鐵還原紅螺菌中的一種或幾種。

12.根據權利要求6或11所述的方法，其特征在于，所述菌液中細菌處在對數生長期，種子液的OD₆₀₀為0.3～0.7，接種量為菌液培養基體積的20%～60%。

13.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，若干所述生物質能轉換反應器串并聯進行電解金屬或金屬氧化物。

14.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述生物質包括農林資源、餐廚垃圾、畜禽糞便、有機污廢水或污水污泥中的一種或幾種。