[发明专利]木质纤维素生物质直接转化为电能的方法

权利要求书

1.一种木质纤维素生物质直接转化为电能的方法，其特征在于，包括：

（1）将木质纤维素生物质原料与氧化态的有机电子载体溶液混合，在液流式燃料电池的阳极反应室中进行反应，使所述木质纤维素生物质原料被氧化，使所述氧化态的有机电子载体被还原；

（2）将阴极氧化剂或电子载体溶液装入所述液流式燃料电池的阴极反应室中，并通入空气或氧气进行反应，使所述阴极氧化剂或电子载体被氧化；

（3）将步骤（1）中阳极反应室内的反应液通入所述液流式燃料电池的阳极放电室，并将步骤（2）中阴极反应室内的反应液通入所述液流式燃料电池的阴极放电室，连接外部负载，获得电能，同时所述阳极放电室中还原态的有机电子载体被氧化，所述阴极放电室中氧化态的阴极氧化剂或电子载体被还原；

（4）将所述阳极放电室中的液体循环回所述阳极反应室继续进行反应，将所述阴极放电室中的液体循环回所述阴极反应室继续进行反应，

其中，步骤（1）中，所述有机电子载体为亚甲基蓝，所述有机电子载体的浓度为0.05-0.3mol/L；

步骤（1）中进一步包括：向所述木质纤维素生物质原料与所述氧化态的有机电子载体的混合液中添加无机酸或无机碱，所述无机酸或无机碱浓度为0.5-3mol/L。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述阳极反应室的反应条件为：温度50-200摄氏度，液固比为（3-50）ml：1g，时间0.01-24小时。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述阴极氧化剂或电子载体为选自磷钼酸、磷钨酸、磷钼钒酸、氯化铁、硫酸铁、二苯胺磺酸、苯代邻氨基苯甲酸、二苯胺磺酸钠、对苯醌、甲基紫精、过氧化氢、高锰酸钾、重铬酸钾、硫酸高铈、次氯酸及其盐、四甲基哌啶中至少一种。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述阴极氧化剂或电子载体的浓度为0.001-4mol/L。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（2）中进一步包括：向所述阴极氧化剂或电子载体溶液中添加无机酸或无机碱。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述无机酸或无机碱浓度为0.01-5mol/L。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述阴极反应室的反应条件为：温度20-200摄氏度，时间0.01-24小时。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，将所述阳极反应室内的反应液通入所述阳极放电室的液体流速为0.1-1000ml/min，将所述阴极反应室内的反应液通入所述阴极放电室的液体流速为0.1-1000ml/min。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述阳极放电室内的液体温度为20-110摄氏度，所述阴极放电室内的液体温度为20-110摄氏度。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，将所述阳极放电室中的液体循环回所述阳极反应室的液体流速为0.1-1000ml/min，将所述阴极放电室中的液体循环回所述阴极反应室的液体流速为0.1-1000ml/min。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液流式燃料电池包括：阴极和阳极、由聚合物电解质膜分离的阴极放电室和阳极放电室、阴极集流板和阳极集流板、阴极反应室和阳极反应室、阴极循环泵和阳极循环泵、将阴极反应室与阴极放电室相连接的导流管和将阳极反应室与阳极放电室相连接的导流管。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述阳极循环泵具有过滤器。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述聚合物电解质膜为选自阳离子交换膜、阴离子交换膜、纳滤膜中的至少一种。