[发明专利]一种微生物燃料电池的控温装置

说明书

技术领域

本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种微生物燃料电池的控温装置。

背景技术

近年来，随着全球经济的快速发展，现代工业化的快速推进和能源日益短缺，以及环境恶化的矛盾也日趋明显，水体污染已经成为制约经济持续发展的一个大问题，但是现有水处理技术大多需要高额的运行管理费用，消耗大量电能。微生物燃料电池(MFC)不仅能有效处理废水而且还能产电，很好地解决能源的综合利用和环境污染这两大问题，经成为环境领域最热门的研究课题之一。

微生物燃料电池(MFC)是一种以微生物为阳极催化剂，将化学能直接转化成电能的装置。利用微生物燃料电池不仅可以直接将水中或者污泥中的有机质降解，同时可以将有机物在微生物代谢过程中产生的电子转化成电流，从而获得电能。将其应用在污水处理领域，把废水的处理和发电集于一体，具有十分诱人的应用前景。它相对于蓄电池而言，能量密度和功率密度高，不需要进行充放电，可以广泛用于电站、可移动的电源。微生物燃料电池相对于普通的燃料电池，对环境的要求较低，可以在较低的环境温度下运行，高效清洁，不会产生对环境有害的污染物。但是微生物燃料电池与蓄电池相比功率输出方面有一定的差距，只能限于传感器等低能耗的器械上，主要原因是MFC的产电功率较低，为提高其产电性能，对微生物燃料电池运行工艺条件进行深入地研究。温度是影响微生物燃料电池产电效率的一个重要因素，温度对阳极室内产电微生物的新陈代谢产生重要的影响，适宜的温度可以提高产电微生物的代谢速度，从而提高电子的产生量，提高微生物燃料电池处理废水时的产电性能。

目前，微生物燃料电池实验装置的温度控制都采用水浴锅加热的方法实现。但这种方法不能确保微生物燃料电池装置的各个部位的温度一致，此外，水浴加热只能升高反应温度，而不能迅速降低反应的温度。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种微生物燃料电池的控温装置，该装置结构简单、易于操作，可以根据反应温度的需要实现温度的上升和降低。

本发明的的技术方案：

一种微生物燃料电池的控温装置，由水槽、挡板、钛加热管、热电偶、循环水泵、半导体制冷器和电器控制仪表构成；水槽为长方形结构并设有进水口和出水口，水槽内壁上设有挡板插槽；挡板为长方形板并开有长方形水流孔；钛加热管和热电偶固定在水槽内；循环水泵进水口通过管道与水槽出水口相连，循环水泵出水口通过管道与半导体制冷器进水口相连，半导体制冷器出水口通过管道与水槽进水口相连；钛加热管、热电偶、循环水泵和半导体制冷器分别通过导线与电器控制仪表连接。

所述水槽和挡板的材料均采用聚乙烯材料。

所述循环水泵为磁力驱动。

所述水槽为长度50厘米-100厘米，宽为30厘米-60厘米，高度为20厘米-40厘米，厚度为8毫米-15毫米；进水口和出水口的直径为10毫米-30毫米；挡板插槽宽度为3毫米-6毫米，深度为3毫米-5毫米，间隔为1厘米；挡板长度和宽度与挡板插槽适配，厚度为2毫米-4毫米，水流挡板一侧开有长方形孔，孔的高度为15厘米-35厘米，孔的宽度为1厘米-2厘米。

本发明的工作机理：

在该控温装置的水槽内放入微生物燃料电池装置，通过将挡板插入挡板插槽内来固定微生物燃料电池装置；将微生物燃料电池装置浸没在水槽水中；开启循环水泵，水槽内的水流通过挡板上的方孔形成“S”型循环回路，使水槽内的水流充分混匀以便其温差减到最小；在电器控制仪表上设定实验温度；热电偶感应水槽内水的温度，当水的温度低于设定温度时，钛加热器运行以升高水温，当水的温度高于设定温度时，半导体制冷器运行降低水温。

本发明的优点是：结构简单、易于操作；可以根据反应温度的需要实现温度的上升和降低，为微生物燃料电池运行工艺条件的深入研究提供有力的实验条件。

附图说明

图1为该微生物燃料电池控温装置的结构示意图。

图2为不同温度下微生物燃料电池的产电性能图

图3为不同温度下微生物燃料电池的对COD的去除率图

图中：1.水槽  2.循环水泵  3.半导体制冷器  4.电器控制仪表  5.钛加热管6.热电偶  7.挡板  8.导线  9.水槽出水口  10.水槽进水口  11.循环水泵进水口12.循环水泵出水口  13.半导体制冷器组件进水口14.半导体制冷器组件出水口  15.挡板插槽

具体实施方式

实施例：