[发明专利]一种处理餐厨垃圾的无膜圆柱型微生物燃料电池反应器在审
申请号: | 201810025613.9 | 申请日: | 2018-01-11 |
公开(公告)号: | CN108232264A | 公开(公告)日: | 2018-06-29 |
发明(设计)人: | 严乙铭;柳明杰;吴琳琳;刘明权;霍思璐 | 申请(专利权)人: | 北京理工大学 |
主分类号: | H01M8/16 | 分类号: | H01M8/16 |
代理公司: | 北京理工正阳知识产权代理事务所(普通合伙) 11639 | 代理人: | 王民盛 |
地址: | 100081 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 不锈钢圆筒 餐厨垃圾 反应器 扩散层 圆柱型微生物燃料电池 催化层 碳基 碳刷 底座 餐厨垃圾处理 电极凹槽 电极插孔 环保领域 同步产电 有机物 电极室 固定碳 内侧壁 降解 空腔 垂直 站立 缓解 能源 | ||
1.一种处理餐厨垃圾的无膜圆柱型微生物燃料电池反应器,其特征在于:包括:顶板(4)、底座(14)、不锈钢圆筒(10)、碳刷(8)、Pt/C催化层(6)和碳基扩散层(7);
顶板(4)为带有两个环形凸台的圆饼结构;顶板(4)中心处开有电极插孔(2);内环形凸台设有排气孔(1)和排液孔(3);
底座(14)为带有两个环形凸台的圆饼结构;顶板(4)中心处开有电极凹槽(12);内环形凸台设有进液孔(11)和进气孔(13);
不锈钢圆筒(10)为圆柱形结构,筒壁上开设有通孔;
在所述不锈钢圆筒(10)内侧壁上固定碳基扩散层(7),Pt/C催化层(6)与碳基扩散层(7)连接;不锈钢圆筒(10)两端分别固定安装顶板(4)和底座(14),三者形成的空腔为电极室(9);碳刷(8)通过电极凹槽(12)和电极插孔(2)垂直站立,不与阴极接触导致短路。
2.如权利要求1所述的一种处理餐厨垃圾的无膜圆柱型微生物燃料电池反应器,其特征在于:所述不锈钢圆筒(10)与顶板(4)和底座(14)通过胶黏剂(5)固定安装。
3.如权利要求1所述的一种处理餐厨垃圾的无膜圆柱型微生物燃料电池反应器,其特征在于:所述排气孔(1)、排液孔(3)、进液孔(11)和进气孔(13)处安装有直通转接头。
4.如权利要求1所述的一种处理餐厨垃圾的无膜圆柱型微生物燃料电池反应器,其特征在于:所述顶板(4)、底座(14)的材料均采用有机玻璃;不锈钢圆筒(10)材料采用304不锈钢。
5.如权利要求1所述的一种处理餐厨垃圾的无膜圆柱型微生物燃料电池反应器,其特征在于:所述Pt/C催化层(6)的内表面涂有全氟磺酸溶液和铂碳粉末的混合物,全氟磺酸溶液的溶质和铂碳粉末添加量的质量比为15:1-20:1。
6.如权利要求1所述的一种处理餐厨垃圾的无膜圆柱型微生物燃料电池反应器,其特征在于:所述碳基扩散层(7)的外表面涂有石墨粉和聚四氟乙烯分散液混合物;石墨粉和聚四氟乙烯分散液添加量的质量比为11:1-15:1。
7.将上述任意一项权利要求所述的反应器用于处理餐厨垃圾的方法,其特征在于:方法为:餐厨垃圾渗滤液经进液孔进入电极室,在电极室内加入厌氧菌菌种,并附着于阳极碳刷表面,固定于电极室;微生物在代谢过程中降解餐厨垃圾渗滤液,产生电子和质子,电子经过外电路导线传递到阴极碳布表面,代谢过程产生的质子直接通过电解质传递到阴极碳布表面,电极室内通过进气孔鼓入氮气保持厌氧环境,在阴极碳布表面的铂催化剂的作用下,氧气、质子和电子反应生成水,完成整个产电过程;由于电子的不断传输,外部电路形成电流;同时,餐厨垃圾中可降解的有机物含量也会随着反应的进行而减少,实现对餐厨垃圾的处理。
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