[發明專利]一種利用礦井水的原位微生物燃料電池及儲能裝置

在審

• 申請號: 201811365297.6
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109293011A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 夏大平;王心義;馬戰平;張懷文;黃松;趙國俊;劉小滿;姬紅英;黃平華;張良
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;H01M8/16
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

1.一種利用礦井水的原位微生物燃料電池及儲能裝置，其特征在于：包括懸浮物過濾系統、微生物培養系統、聯合反應系統、儲能蓄電系統、電池升壓系統和智能控制系統，懸浮物過濾系統通過管道與微生物培養系統連接，微生物培養系統通過管道與聯合反應系統連接，聯合反應系統通過電線與儲能蓄電系統連接，儲能蓄電系統通過電線與電池升壓系統連接；所述的智能控制系統分別與懸浮物過濾系統、微生物培養系統、聯合反應系統、儲能蓄電系統和電池升壓系統電連接。

2.根據權利要求1所述的一種利用礦井水的原位微生物燃料電池及儲能裝置，其特征在于：懸浮物過濾系統包括進水管和懸浮物過濾網，微生物培養系統包括恒溫培養箱，恒溫培養箱上設有進水口和出水口，進水管與恒溫培養箱的進水口連接，進水管上設有進水閥門，懸浮物過濾網設置在恒溫培養箱的進水口處，恒溫培養箱的出水口通過出水管與聯合反應系統連接，出水管上設有出水閥門，恒溫培養箱上還設有溫度顯示計和pH調節口；智能控制系統通過控制線路分別與恒溫培養箱、出水閥門和進水閥門連接。

3.根據權利要求2所述的一種利用礦井水的原位微生物燃料電池及儲能裝置，其特征在于：聯合反應系統由單室微生物燃料電池、雙室微生物燃料電池和氫氧固態燃料電池組成；

單室微生物燃料電池包括單極反應室，出水管通過第一支管與單極反應室連接，第一支管上設有第一進液閥門，單極反應室內設有第一陽極材料和第一陰極材料，第一陽極材料和第一陰極材料通過第一外電路導線連接，第一外電路導線通過電線與儲能蓄電系統連接，單極反應室上還設有第一數據顯示器、第一溫度傳感器和第一電位傳感器，單極反應室的頂部設有第一進料口和第一排氣口，第一進料口與第一排氣口位于相對兩側，單極反應室的底部設有第一排液管，第一排液管上設有第一排液閥門；

雙室微生物燃料電池包括陽極反應室和陰極反應室，陽極反應室與陰極反應室通過第一質子交換膜隔開，第一質子交換膜的安裝處設有密封圈；出水管通過第二支管與陽極反應室連接，第二支管上設有第二進液閥門，陽極反應室內設有第二陽極材料，陰極反應室內設有第二陰極材料，第二陽極材料和第二陰極材料通過第二外電路導線連接，第二外電路導線通過電線與儲能蓄電系統連接，陽極反應室上還設有第二數據顯示器、第二溫度傳感器和第二電位傳感器，陽極反應室的頂部設有第二進料口和第二排氣口，陰極反應室上設有第三排氣口，陰極反應室上部設有進液口，陰極反應室的底部設有第二排液管，第二排液管上設有第二排液閥門；

氫氧固態燃料電池包括雙極板，雙極板上設有并排的陽極板和陰極板，陽極板與陰極板之間設有第二質子交換膜，陽極板上設有電催化劑Pt，陽極板和陰極板的外層均設有吸附擴散層，陽極板與陰極板通過第三外電路導線連接，第三外電路導線通過電線與儲能蓄電系統連接；雙極板上還設有氫氣回收口、氫氣進氣口、氧氣回收口和氧氣進氣口，其中氫氣回收口和氫氣進氣口位于陽極板一側，氫氣回收口位于氫氣進氣口的上方，氧氣回收口和氧氣進氣口位于陰極板一側，氧氣進氣口位于氧氣回收口的上方；；

智能控制系統通過控制線路分別與第一數據顯示器、第一溫度傳感器、第一電位傳感器、第一進液閥門、第一排液閥門、第二進液閥門、第二數據顯示器、第二溫度傳感器、第二電位傳感器和第二排液閥門連接。

4.根據權利要求1所述的一種利用礦井水的原位微生物燃料電池及儲能裝置，其特征在于：儲能蓄電系統包括正極、負極和聚能環，聚能環內并排設有若干儲能管，相鄰的儲能管之間設有隔熱層。

5.根據權利要求1所述的一種利用礦井水的原位微生物燃料電池及儲能裝置，其特征在于：電池升壓系統為變電器。

6.根據權利要求3所述的一種利用礦井水的原位微生物燃料電池及儲能裝置，其特征在于：第一陽極材料和第二陽極材料為石墨烯材料，第一陰極材料和第二陰極材料為碳紙，第一質子交換膜和第二質子交換膜為Nafion112膜。