[發(fā)明專利]一種瘤胃微生物燃料電池系統(tǒng)及利用水葫蘆產(chǎn)電的方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710400735.7 | 申請(qǐng)日： | 2017-05-31 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN107195939A | 公開(kāi)（公告）日： | 2017-09-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 俞浩然 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 俞浩然 |
| 主分類號(hào)： | H01M8/16 | 分類號(hào)： | H01M8/16;H01M4/86 |
| 代理公司： | 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37219 | 代理人： | 韓獻(xiàn)龍 |
| 地址： | 230022 安徽*** | 國(guó)省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 瘤胃 微生物 燃料電池 系統(tǒng) 利用 水葫蘆 方法 | ||
1.一種瘤胃微生物燃料電池系統(tǒng)，包括陽(yáng)極腔室和陰極腔室，其特征在于，陽(yáng)極腔室和陰極腔室通過(guò)連通管道相連接，所述連通管道內(nèi)設(shè)有質(zhì)子交換膜；所述陽(yáng)極腔室內(nèi)裝有陽(yáng)極液，并設(shè)置有陽(yáng)極電極；所述陰極腔室內(nèi)裝有陰極液，并設(shè)置有陰極電極；所述陽(yáng)極電極和陰極電極通過(guò)導(dǎo)線與外電阻連接形成閉合回路；所述陽(yáng)極電極和陰極電極通過(guò)導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與電腦相連接；所述陽(yáng)極液包含瘤胃液和培養(yǎng)基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瘤胃微生物燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述瘤胃液是山羊進(jìn)食2-5小時(shí)后，從山羊瘤胃內(nèi)取出的瘤胃液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瘤胃微生物燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述培養(yǎng)基的組成如下：K2HPO4 400-500mg/L,KH2PO4 400-500mg/L，NaCl 800-1000mg/L,(NH4)2SO4 200-400mg/L，CaCl2·2H2O 100-150mg/L，MgSO4 50-150mg/L；
優(yōu)選的，所述培養(yǎng)基的組成如下：K2HPO4 450mg/L,KH2PO4 450mg/L，NaCl 900mg/L,(NH4)2SO4 300mg/L，CaCl2·2H2O 120mg/L，MgSO4 90mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的瘤胃微生物燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述瘤胃液與培養(yǎng)基的質(zhì)量比為1∶90-110。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瘤胃微生物燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述陽(yáng)極腔室和陰極腔室的底端設(shè)置有磁力攪拌子；所述陽(yáng)極腔室內(nèi)設(shè)置有溫度探頭，陽(yáng)極腔室表面包覆有電加熱層，溫度探頭、電加熱層與控溫系統(tǒng)相連；所述陽(yáng)極腔室內(nèi)設(shè)置有pH探頭，pH探頭通過(guò)導(dǎo)線與pH傳感器相連；所述陽(yáng)極電極和陰極電極均為碳?xì)郑?/p>
優(yōu)選的，所述碳?xì)譃榻?jīng)預(yù)處理的碳?xì)郑凰鲱A(yù)處理方法包括步驟如下：將碳?xì)忠来卧诒①|(zhì)量濃度為15％的稀鹽酸、質(zhì)量濃度為15％的稀硝酸中分別浸泡0.5-2h，然后用去離子水沖洗直至中性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瘤胃微生物燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述陰極液為摩爾濃度為30-70mmol/L的鐵氰化鉀溶液；優(yōu)選的，所述陰極液為摩爾濃度為50mmol/L的鐵氰化鉀溶液；
優(yōu)選的，所述鐵氰化鉀溶液為鐵氰化鉀磷酸鹽緩沖水溶液，所述鐵氰化鉀磷酸鹽緩沖水溶液中磷酸鹽的摩爾濃度為30-70mmol/L；優(yōu)選的，所述鐵氰化鉀磷酸鹽緩沖水溶液中磷酸鹽的摩爾濃度為50mmol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瘤胃微生物燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述陽(yáng)極腔室和陰極腔室頂端開(kāi)口設(shè)置有堵塞，堵塞上設(shè)置有通孔；所述溫度探頭、導(dǎo)線以及pH探頭穿過(guò)堵塞的通孔，并固定于堵塞上；
優(yōu)選的，所述堵塞為橡膠堵塞。
8.采用如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的瘤胃微生物燃料電池系統(tǒng)利用水葫蘆產(chǎn)電的方法，包括步驟如下：
(1)將水葫蘆晾干后，經(jīng)粉碎，制得水葫蘆粉末；
(2)將步驟(1)制備得到的水葫蘆粉末加入陽(yáng)極腔室，與瘤胃液和培養(yǎng)基混合均勻；向陽(yáng)極腔室充氮?dú)獬酰芊猓刂脐?yáng)極液的溫度為35-45℃，調(diào)節(jié)pH為7-8；陽(yáng)極液和陰極液均在磁力攪拌下，以水葫蘆為底物開(kāi)始發(fā)電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的瘤胃微生物燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，步驟(1)中所述經(jīng)粉碎后得到目數(shù)為35-45目的水葫蘆粉末。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的瘤胃微生物燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，步驟(2)中所述水葫蘆粉末和瘤胃液的質(zhì)量比為1：2-4。
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