[實用新型]一種腐植酸發電系統反應器

有效

• 申請號: 201320016681.1
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN202996969U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 付成波
• 申請（專利權）人: 付成波
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16;H01M8/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 李江

技術領域

本實用新型涉及一種腐植酸發電系統，具體的說，涉及一種腐植酸發電系統反應器，屬于腐植酸反應發電技術領域。

背景技術

在腐植酸反應發電系統中，通過腐植酸的催化作用直接將燃料(如有機酸,糖類等)?的生物代謝能轉化為電能，電子主要通過兩種途徑從菌體的外膜傳遞到電極，一種是借助細胞色素等腐植酸自身產生的內源介體和蒽醌類外源介體，盡管少數腐植酸可以通過內源介體將電子直接傳遞給電極，但需要腐植酸細胞與電極體接觸，因此限制了活性細胞的密度，效率很低，另一種途徑，在為生物燃料電池（MFC）中加入適當的外源介體如中性紅（NR）、2,6-二磺酸蒽醌（AQDS）和新亞甲基藍等，會顯著改善電子的傳遞速率，但這些常用的電子介體多為人工染料中間體，價格昂貴，使用壽命短，且在腐植酸發酵過程中產生毒害作用，這些因素均限制了電子介體在腐植酸發電系統中的工業化應用。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是針對以上不足，提供一種腐植酸發電系統反應器，克服了現有技術中價格昂貴且代謝后產生毒素的缺陷，采用本實用新型的反應器后，具有價格低廉且環保增效的優點。

為解決以上技術問題，本實用新型采用以下技術方案：一種腐植酸發電系統反應器，其特征在于：所述反應器包括可密封的陽極反應室和陰極反應室，陽極反應室和陰極反應室之間設有質子交換膜，陽極反應室和陰極反應室內分別設有電極，電極之間連接有導線，導線上串聯有電阻。

一種優化方案，所述導線與電極的連接部分涂有環氧樹脂。

另一種優化方案，所述電阻選用滑動變阻器。

本實用新型采用以上技術方案后，與現有技術相比，具有以下優點：陰極反應室與陽極反應室的連通處設有質子交換膜，用于將陰極反應室與陽極反應室分隔開并有效傳輸質子；陽極反應室和陰極反應室內分別設有電極，電極之間連接有導線和電阻，電極與導線的連接處涂有環氧樹脂，可有效防止導線在電解液中溶解產生電流；陽極反應室帶有密封蓋，陽極反應室內直接采用淀粉廠污水作為接種物，并以腐殖酸作為電子介質，價格低廉，且環保增效。

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明。

附圖說明

附圖1是本實用新型實施例中腐植酸發電系統反應器的結構示意圖；

圖中：

1-陽極反應室，2-陰極反應室，3-電極，4-導線，5-電阻，6-質子交換膜，7-密封蓋。

具體實施方式

實施例，如圖1所示，一種腐植酸發電系統反應器，包括反應室和電極3，所述反應室包括陽極反應室1和陰極反應室2，本實施例中反應室采用透明材質制成，以便于觀察反應的進行，陽極反應室1和陰極反應室2之間設有質子交換膜6，質子交換膜6用于將陰極反應室與陽極反應室分隔開并有效傳輸質子，陽極反應室1的開口端設有可開啟的密封蓋7，兩個反應室內各設有一個電極3，本實施例中電極3由碳紙制成，兩個電極3之間連接有導線4，本實施例中導線4選用銅導線，導線4與電極3的連接部分涂有環氧樹脂，防止導線4在電解液中溶解產生電流，導線4上串聯有電阻5，本實施例中電阻5選用滑動變阻器。

使用前電極3采用0.1mol/L的HCl浸泡去除雜質離子，陽極反應室1內加入補加20mM乙酸鈉的淀粉廠污水作為接種物，接種前通N₂除盡陽極反應室內的氧氣，加入腐殖酸作為電子介質進行接種，接種后使用密封蓋7將陽極反應室1密封，接種液密封攪拌，陰極反應室2內加入由0.1mol/L的K₃Fe(CN)₆?溶液及0.1mol/L?的磷酸鹽緩沖溶液(pH＝7.0)組成的陰極液，并連續曝氣供氧。

試驗表明：采用本實用新型的腐植酸發電系統反應器，應用腐殖酸濃度為1500mg/L時，電子功率可達198mW/m2,與未加腐殖酸相比，傳遞功率提高了65%，庫倫效率由最初的3.2%升高到21.5%，表明腐殖酸促進電子傳遞，降低系統內阻，提高功率輸出，且腐殖酸是一種天然介體，普遍存在于陸地與水生環境，因此在污水及海洋沉積物中可能含有豐富的腐殖酸，價格低廉且環保增效。

以上所述為本實用新型最佳實施方式的舉例，其中未詳細述及的部分均為本領域普通技術人員的公知常識。本實用新型的保護范圍以權利要求的內容為準，任何基于本實用新型的技術啟示而進行的等效變換，也在本實用新型的保護范圍之內。