[發明專利]一種假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池系統及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010248429.8
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111430764A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 楊彥;余應新;陳浩佳;高源;李向南
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學;汕頭廣工大協同創新研究院
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16;B09C1/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 文靜

1.一種假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池系統，其特征在于，包括陽極光合太陽能燃料電池、假單胞菌屬微生物和電阻，所述陽極光合太陽能燃料電池為單室結構，包括土壤、水體、綠色水生植物和兩個電極，所述綠色水生植物的根部穿過水體置于土壤內部，其中一個電極平鋪在土壤內部作為陽極，另一個電極平鋪在土壤與水體的交界面作為陰極，所述綠色水生植物的根部添加假單胞菌屬微生物，所述電阻的兩端分別與陽極、陰極相連。

2.根據權利要求1所述假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池系統，其特征在于，所述假單胞菌屬微生物為銅綠假單菌。

3.根據權利要求2所述假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池系統，其特征在于，所述銅綠假單菌的菌種濃度為2×10⁵～5×10⁵cfu/L。

4.根據權利要求3所述假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池系統，其特征在于，所述銅綠假單菌的菌種濃度為2×10⁵cfu/L。

5.根據權利要求1至4任一項所述假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池系統，其特征在于，所述水生植物為香蒲水生植物。

6.根據權利要求1至4任一項所述假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池系統，其特征在于，所述陰極材料和陽極材料為多孔碳/泡沫鎳或石墨烯/泡沫鎳中的一種。

7.根據權利要求6所述假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池系統，其特征在于，所述陰極材料為多孔碳/泡沫鎳。

8.根據權利要求7所述假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池系統，其特征在于，所述假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池外接數據采集器，所述數據采集器兩端分別與陰極和陽極相連。

9.一種假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池系統的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)基質制作：取河畔濕地的泥土經風干后，研碎過篩得到栽培植物用的基質；

(2)植物材料與繁殖培養：選取綠色水生植物，將其置于盛有沙土的容器中培養；

(3)構建含微生物的單室電池陽極：以不透光、不導電的容器為反應器，采用生物質多孔碳或石墨烯對泡沫鎳電極進行陽極改性處理，制備多孔碳/泡沫鎳陽極或者石墨烯/泡沫鎳陽極,所述假單胞菌屬微生物置于陽極植物根系處；

(4)陰極選材及改性：以泡沫鎳作為3D支架，采用多孔碳或石墨烯進行改性處理，制備多孔碳/泡沫鎳電極片或石墨烯/泡沫鎳電極片作為陰極；

(5)陰陽兩極的構建方式：將綠色水生植物植于生長箱中，根據根系長度采用對稱結構放置系統陰陽極，其中陽極埋深于水生植物根系附近，陰極置于水土分界面，使之易能接觸空氣中的氧氣；

(6)紀錄電壓值：通過數據采集器測定陰極電位，陰極區pH值和溶解氧濃度，測定根系泌氧率，計算根系孔隙度，計算陽極電位值。

10.一種假單胞菌-陽極光合太陽能燃料電池系統在治理土壤污染中的應用。