[實用新型]一種水動力微生物燃料電池脫鹽裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720842136.6
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN206878110U
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李會貞;周新國;甄博
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16;C02F1/46
• 代理公司: 北京匯眾通達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11622
• 代理人: 梁明升

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及生物電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于稻田以無紡布替代離子交換膜的水動力微生物燃料電池脫鹽裝置。

背景技術(shù)

微生物燃料電池（Microbial Fuel Cell，MFC）是一種利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其基本工作原理是：在陽極室厭氧環(huán)境下，有機(jī)物在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì)子，電子依靠合適的電子傳遞介體在生物組分和陽極之間進(jìn)行有效傳遞，并通過外電路傳遞到陰極形成電流，而質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳遞到陰極，氧化劑（一般為氧氣）在陰極得到電子被還原與質(zhì)子結(jié)合成水。微生物燃料電池主要用于生活及工業(yè)污水的處理凈化，現(xiàn)有技術(shù)中國的微生物燃料電池其主要材料是陽離子交換膜，而陽離子交換膜主要依賴進(jìn)口美國杜邦的產(chǎn)品，成本高昂。尤其當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)中的微生物燃料電池應(yīng)用于農(nóng)田排水的處理時，價格高昂的離子交換膜成為極大的限制條件，同時由于現(xiàn)有技術(shù)中的微生物燃料電池的質(zhì)子從陽極至陰極的轉(zhuǎn)移速率低，不利于微生物燃料電池在農(nóng)田排水處理中的使用。

因此，提供一種成本低廉、質(zhì)子傳輸速率高的微生物燃料電池裝置是迫切需要本領(lǐng)域技術(shù)人員解決的技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供了一種水動力微生物燃料電池脫鹽裝置。

本實用新型提供了如下方案：

一種水動力微生物燃料電池脫鹽裝置，包括：

第一管狀體、第二管狀體，所述第一管狀體直徑大于所述第二管狀體直徑；所述第一管狀體以及所述第二管狀體同心設(shè)置于底板上部，并與所述底板固定相連；

碳?xì)株帢O， 所述碳?xì)株帢O包括相連的第一碳?xì)郑龅谝惶細(xì)职谒龅诙荏w外側(cè)，所述第一碳?xì)峙c所述第二管體外側(cè)接觸面設(shè)置有催化劑層，所述第一碳?xì)滞獠堪袩o紡布；

陽極室，所述陽極室為所述第一管狀體內(nèi)側(cè)與所述無紡布外側(cè)形成的空間，所述陽極室內(nèi)設(shè)置有陽極，所述陽極為均勻布滿于所述陽極室內(nèi)的第二碳?xì)郑?/p>

外部電路，所述外部電路用于連接所述碳?xì)株帢O以及所述陽極以便形成電流回路；

其中，所述第一管狀體以及所述第二管狀體各自管壁上均開設(shè)有多個通孔，所述底板上與所述第二管狀體對應(yīng)處開設(shè)有排水孔。

優(yōu)選地：所述第一管狀體內(nèi)側(cè)與所述第二管狀體外側(cè)形成的空間間隙為2-5厘米。

優(yōu)選地：所述催化劑層為采用噴涂工藝噴涂于所述第一碳?xì)峙c所述第二管體外側(cè)接觸面上的含氟磺酸樹脂和鉑的納米顆粒混合物。

優(yōu)選地：采用噴涂工藝噴涂后對所述催化劑層進(jìn)行預(yù)熱處理。

優(yōu)選地：所述第一管狀體以及所述第二管狀體均為采用有機(jī)玻璃制作而成的有機(jī)玻璃管。

根據(jù)本實用新型提供的具體實施例，本實用新型公開了以下技術(shù)效果：

通過本實用新型，可以實現(xiàn)一種水動力微生物燃料電池脫鹽裝置，在一種實現(xiàn)方式下，該裝置包括第一管狀體、第二管狀體，所述第一管狀體直徑大于所述第二管狀體直徑；所述第一管狀體以及所述第二管狀體同心設(shè)置于底板上部，并與所述底板固定相連；碳?xì)株帢O， 所述碳?xì)株帢O包括相連的第一碳?xì)郑龅谝惶細(xì)职谒龅诙荏w外側(cè)，所述第一碳?xì)峙c所述第二管體外側(cè)接觸面設(shè)置有催化劑層，所述第一碳?xì)滞獠堪袩o紡布；陽極室，所述陽極室為所述第一管狀體內(nèi)側(cè)與所述無紡布外側(cè)形成的空間，所述陽極室內(nèi)設(shè)置有陽極，所述陽極為均勻布滿于所述陽極室內(nèi)的第二碳?xì)郑煌獠侩娐罚鐾獠侩娐酚糜谶B接所述碳?xì)株帢O以及所述陽極以便形成電流回路；其中，所述第一管狀體以及所述第二管狀體各自管壁上均開設(shè)有多個通孔，所述底板上與所述第二管狀體對應(yīng)處開設(shè)有排水孔。本申請?zhí)峁┑难b置能夠以無紡布替代離子交換膜，加速質(zhì)子在燃料電池中的運動，減少能量的潛在損失，具有制作成本低，可減少底物添加等優(yōu)點。還能保持覆蓋在陽極的生物膜的PH值，使微生物活動順利持續(xù)進(jìn)行。同時，圓柱形的裝置結(jié)構(gòu)受力均勻，結(jié)實耐用，相對于傳統(tǒng)的方形結(jié)構(gòu)更為便于在田間使用。

當(dāng)然，實施本實用新型的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例提供的一種水動力微生物燃料電池脫鹽裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；