[发明专利]尺寸可控的碳质管式氧还原阴极微生物燃料电池及制备方法

权利要求书

1.尺寸可控的碳质管式氧还原阴极微生物燃料电池制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

A.阴极材料制备：取去离子水于烧杯中，加入琼脂粉，加热搅拌至粘稠状，再加入纤维粉和蛋白核小球藻藻粉，搅拌至混合均匀；再将混合溶液加入同心圆柱模具内，该同心圆柱模具内设置有中心孔；使混合溶液固化形成藻管，取出成型的藻管，置于冷冻干燥箱中冷冻干燥备用；

B.阴极材料碳化：将藻管放置于高温管式电炉中，抽真空和填充氮气，之后升温加热至900℃～950℃，在氮气氛围下碳化，然后自然冷却待炉温降至100℃以下取出藻管；

C.阴极制备：将B步骤热处理后得到的藻管置于盐酸溶液中浸泡，取出后用去离子水和酒精进行清洗数次并烘干；完成之后在藻管内壁贴装一层孔隙小于1μm分隔膜(6)；

D.电池组装：在步骤C中制备的阴极外侧缠上钛丝，并将阳极沿着阴极中心轴方向插入藻管内；再在阴极两端分别装上盖板(7)，并用螺栓(2)固定，在其中一个盖板上留有电解液进口，另一个盖板上留有电解液出口，形成管式阴极微生物燃料电池。

2.根据权利要求1所述的尺寸可控的碳质管式氧还原阴极微生物燃料电池制备方法，其特征在于：去离子水、琼脂粉、纤维粉和蛋白核小球藻粉按50：4：1：15～50：4.5：1：17比例混合。

3.根据权利要求1所述的尺寸可控的碳质管式氧还原阴极微生物燃料电池制备方法，所述分隔膜采用聚醚砜膜、聚四氟乙烯膜、偏聚二氟乙烯膜或玻璃纤维膜。

4.一种尺寸可控的碳质管式氧还原阴极微生物燃料电池，包括阴极(8)和阳极(5)，其特征在于：所述阴极(8)采用碳化后的藻管，该藻管内包含有蛋白核小球藻粉；该藻管的内表面贴装有孔隙小于1μm分隔膜(6)；阴极外壁缠绕钛丝(3)，阳极(5)沿着藻管中心轴方向插入藻管内；在藻管两端分别装有盖板(7)，盖板(7)由螺栓(2)固定；在其中一个盖板上设置有电解液进口(9)，另一个盖板上设置有电解液出口(1)。

5.根据权利要求4所述的尺寸可控的碳质管式氧还原阴极微生物燃料电池，其特征在于：所述藻管还包括有琼脂粉和纤维粉；琼脂粉、纤维粉和蛋白核小球藻粉按4:1:15～4.5:1:17比例混合。

6.根据权利要求5所述的尺寸可控的碳质管式氧还原阴极微生物燃料电池，其特征在于：所述分隔膜采用聚醚砜膜、聚四氟乙烯膜、偏聚二氟乙烯膜或玻璃纤维膜。