[发明专利]一种可调节活动极板的底泥微生物燃料电池

说明书

本发明属于能源化工技术领域，提供一种可调节活动极板的底泥微生物燃料电池，底泥微生物燃料电池与外电路、底泥系统构成微生物燃料电池产电装置；底泥微生物燃料电池包括外电路支撑架、导线、阴极板、阳极板、用电器。阴极板根据水位的上升高度随时调整位置，可被利用在潮汐现象较明显或者水面位置经常变动的水体环境，为电路的闭合提供必要条件。本发明的有益效果为阴极可根据水的深度上下调节，保证阴极完全没入水中；且该装置能够利用河流中的有机质直接产生电能，实现污水直接能源化。

技术领域

本发明属于能源化工技术领域，涉及到底泥有机质资源利用和微生物产电相关技术，特别涉及到一种阴极可以调节的活动极板式底泥微生物燃料电池。

背景技术

普通的微生物燃料电池由阴极和阳极组成。阳极产电微生物在厌氧条件下将介质中的有机质分解为电子和质子，电子通过外电路传递到阴极，在阴极发生还原反应，因此在外电路中实现连续的电流产生。实现了阳极区域有机质化学能到外电路电能的转化。普通的底泥微生物燃料电池是将阳极埋在底泥中，阴极置于水面，阴阳极之间产生电位差，在外接用电器两端产生电压。但是在水位经常变化的水环境中安置的以底泥为基质的微生物燃料电池在运行过程中需考虑水面水位的问题，由于水位可能会随着时间和补充水情况产生升降，当水位发生变化时，阴极板可能会露出水面，无法形成完整的电流回路，影响运行。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明针对底泥中富含有机质，水体具有一定电导率，水底泥质中富含微生物的水质，提供一种可调节活动极板底泥微生物的燃料电池，该燃料电池阴极板可活动，能够消耗底泥和水体中的有机质输出电能，在一定程度上起到净化水质的作用，可处理污水。活动的阴极板可推广到有水位变化的河流以及潮汐现象的海域，是一种实现环境效益、经济效益的有效方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种可调节活动极板的底泥微生物燃料电池，所述的底泥微生物燃料电池与外电路、底泥系统构成微生物燃料电池产电装置。底泥微生物燃料电池包括外电路支撑架、导线、阴极板、阳极板、用电器。

所述的外电路支撑架包括主支撑架和副支撑架。所述的主支撑架为PVC管，PVC管两侧沿径向方向开有对应的长条状开口，与径向垂直方向的PVC管上设有多个卡槽，卡槽分部于PVC管顶端至末端，用于放置移动木条。移动木条长度大于PVC管外径，移动木条两端分别连接一个夹子，两夹子与木条之间呈“∏”型，阴极板或阳极板固定在两个夹子之间，通过移动木条与主支撑架连接。所述的移动木条能够根据水位高低调整在卡槽中的位置，带动夹子与夹子上固定的阴极在PVC管径向方向上移动，以适应不同水位环境。所述的副支撑架为导线管A和导线管B，导线管A和导线管B粘贴在PVC管内壁中，用来隔绝外电路导线，防止导线接触造成外电路短路。所述夹子的材质为聚氯乙烯。

所述的阴极板包括碳板阴极和二氧化锰沉积的碳毡阴极，碳毡阴极位于碳板阴极一侧，两阴极并列不接触的排布在移动木条的两个夹子中间，通过移动木条与外电路主支撑架PVC管连接。移动木条根据水位的高低带动阴极板上下移动调节高度。碳毡与碳板大小、形状相同。

所述的阳极板包括碳板阳极和碳毡阳极，碳毡阳极位于碳板阳极一侧，两个阳极并列不接触的排布在移动木条的两个夹子中间；阳极板上的碳毡阳极与阴极板上的碳毡阴极通过外电路导线和用电器构成一套回路，外电路导线设置于PVC管的导线管B中，导线管B上方连接用电器形成闭合回路，可以通过外部测量设备测量负载用电器两端电压；阳极板上的碳板阳极与阴极板上的碳板阴极通过外电路导线和用电器构成另外一套回路，外电路导线设置于PVC管的导线管A中，导线管A上方连接用电器形成闭合回路，可以通过外部测量设备测量负载用电器两端电压。阳极板位于PVC管下部，完全没入含有机质的河水底泥中，保证无氧环境。碳毡与碳板大小、形状相同。用电器连接电能储存装置或者电压放大装置，将得到的电压进行放大，保证用电器正常运行。所述的外电路导线为钛丝。