[发明专利]用于微生物电解电池和微生物燃料电池的阴极

权利要求书

1.一种装置，其包括

具有壁的反应室，该壁限定了反应室内部和反应室外部；

置于反应室内部的产电菌；

pH在3-9范围内——包括端值3和9——的含水介质，该含水介质包括可被产电菌氧化的有机底物，该含水介质置于反应室内部；

至少部分地包含在反应室内部的阳极；和

包括不锈钢、镍或钛的刷型或网状阴极，该阴极至少部分地包含在反应室内部。

2.权利要求1的装置，其中所述阴极在操作时具有朝向溶液部分和朝向气体部分，并且其中朝向气体部分不包括PTFE。

3.权利要求1的装置，其中微生物基本不与阴极接触。

4.权利要求1的装置，其中没有外源性贵金属催化剂与阴极接触。

5.权利要求1的装置，其中所述阴极还包括催化剂。

6.权利要求5的装置，其中所述催化剂是镍或铂催化剂。

7.权利要求6的装置，其中所述镍催化剂是氧化镍催化剂。

8.权利要求5的装置，其中所述催化剂是电沉积的催化剂。

9.权利要求1的装置，其中所述阴极通常为管状，其具有限定内部空间、内壁表面、外部和外壁表面的壁，其中所述壁包括不锈钢、镍或钛网，所述网具有朝向内部空间的第一网表面和朝向外部的第二网表面。

10.权利要求1的装置，其中所述网具有第一网表面和第二网表面，并且其中在第一网表面、第二网表面或第一网表面和第二网表面二者之上存在涂层。

11.权利要求9的装置，其中第二网表面上的涂层是不透水涂层。

12.权利要求9的装置，其中第二网表面上的涂层是不透氧涂层。

13.权利要求10的装置，其中第二网表面上的涂层是透氧涂层。

14.权利要求10的装置，其中在第一网表面、第二网表面或第一网表面和第二网表面二者之上的涂层包括导电粘合剂。

15.权利要求10的装置，其中在第一网表面、第二网表面或第一网表面和第二网表面二者之上的涂层包括催化剂。

16.权利要求9的装置，其中所述通常为管状的阴极具有选自以下的横截面：圆形、卵圆形、椭圆形、正方形和矩形。

17.权利要求1的装置，还包括可操作地连接的电源，从而增加电压以提高阳极和阴极间的电势。

18.一种制备氢气或电流的生物学方法，包括：

提供权利要求1的装置；

保持氧化反应条件，使得有机底物被产电菌氧化产生电子，并且该电子被转移至阳极。

19.权利要求18的生物学方法，还包括施加25-1000毫伏范围内的电压，从而提高阳极和阴极间的电势。

20.一种制备阴极的方法，其包括：

涂布不锈钢、镍或钛网，该网具有限定孔的金属丝，和包括粘弹性聚合物的透氧层，该涂层附着在网上并存在于孔中，在网的一侧或两侧均形成连续的涂层，其中网和涂层不暴露于高于100℃的温度或高于环境压力的压力下。

21.一种基本如本文所述的包含阴极的微生物燃料电池或微生物电解电池。

22.一种基本如本文所述的用于微生物燃料电池或微生物电解电池的阴极。

23.一种基本如本文所述的使用用于微生物燃料电池或微生物电解电池的阴极来产生电流或氢气的方法。

24.一种基本如本文所述的制备阴极的方法。