[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)氧化石墨烯和氫氣的高效生物電化學(xué)方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680068272.2
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN108699711B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金松;李然;保羅·付格林;金愷倫
• 申請（專利權(quán)）人: 華烯科技有限公司
• 主分類號: C25B3/00
• 分類號: C25B3/00;C25B3/02;H01M4/133
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11200
• 代理人: 余長江

1.一種用于生產(chǎn)氧化石墨烯的生物電化學(xué)系統(tǒng)，包括：

一個生物化學(xué)反應(yīng)器，包括：

至少一個含碳質(zhì)材料陽極；

至少一個陰極，其含有導(dǎo)電材料；

連接所述至少一個含碳質(zhì)材料陽極和所述至少一個陰極間的負載的至少一根導(dǎo)線；

連接至所述至少一根導(dǎo)線上的至少一個直流電源；以及

至少一種微生物菌落，其能夠與所述至少一個含碳質(zhì)材料陽極反應(yīng)并生產(chǎn)氧化石墨烯；

所述陽極附近的所述至少一種微生物菌落包括Thermotogae，Tenericutes，Synergistetes，Spirochaetes，Proteobacteria，F(xiàn)irmicutes，Cyanobacteria，Cloacimonetes，Chloroflexi，Candidatus Saccharibacteria，Bacteroidetes，Actinobacteria及其組合；所述陰極附近的至少一種微生物菌落包括Thermotogae，Tenericutes，Synergistetes，Spirochaetes，Proteobacteria，F(xiàn)irmicutes，Cyanobacteria，Cloacimonetes，Chloroflexi，Candidatus Saccharibacteria，Bacteroidetes，Actinobacteria及其組合；

一個氧化石墨烯收集器，其能夠從所述生物化學(xué)反應(yīng)器中收集氧化石墨烯。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述陽極的形狀為棒狀、粒狀、粉末懸濁液、液體懸濁液及其組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個含碳質(zhì)材料陽極為煤、石油焦、粒狀活性炭、生物炭、石墨、無煙煤、碳布、碳纖維、碳纖維刷及其組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個生物化學(xué)反應(yīng)器包括密封的容器，地上空隙，煤層，煤堆，鉆孔，溝槽及其組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一種微生物菌落與含碳質(zhì)材料陽極進行反應(yīng)并生產(chǎn)氧化石墨烯、石墨烯和氧化石墨。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述生物化學(xué)反應(yīng)器至少包括一個中空管。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空管包括一個穿孔中空管。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空管的材料包括塑料，聚甲基丙烯酸甲酯，玻璃纖維及其組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述含碳質(zhì)材料陽極設(shè)置在所述中空管的最外層。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述陰極設(shè)置在所述中空管的最內(nèi)層。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述陰極直接與所述中空管接觸。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述陰極包括鐵屑、不銹鋼棒、網(wǎng)、不銹鋼毛、不銹鋼泡沫、不銹鋼刷、碳布、活性炭、復(fù)寫紙及其組合。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述陰極表面包覆有催化劑。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述催化劑包括鉑/碳催化劑、銥催化劑、氧化鋅、氧化鉛、鈦氧化物及其組合。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述陰極設(shè)置有防水透氣的包裹層。