[发明专利]一种从底泥型燃料电池获取原位底泥样品的方法

说明书

本发明公开了一种从底泥型燃料电池获取原位底泥样品的方法。在硬质电极板面上固定有上端开口的盒子，盒子靠电极板的一面是以电极板为其侧面，将带盒子的硬质电极板插入到底泥中，使得底泥浸没盒子，电极导线A一端与硬质电极板相连，另外一端与电阻相连，电极导线B一端与电阻相连，另外一端置于上层水中，底泥燃料电池构建成功；底泥燃料电池运行设定时间后，拔出硬质电极板，获取没入盒子中的原位底泥样品。本发明在电极上固定底泥样品回收装置，可随电极一起置入泥中，并收集电极周围底泥样品。本发明是一种方便有效、低成本的获得底泥燃料电池电极附近底泥样品，为研究底泥燃料电池的性能及生态环境效应提供了方法。

技术领域

本发明属于能源环保技术领域，具体涉及一种低成本、简单有效的从底泥型燃料电池获取原位底泥样品的方法。

背景技术

能源危机与环境污染已成为世界发展的两个重要限制因素。环境中的废弃物和污染物中贮存着大量的化学能。微生物燃料电池(MFC)可以将这些污染物中的化学能转化为电能，具有“变废为能”的功能。

在MFC中，底泥型MFC可以通过底泥中微生物的呼吸代谢活动将有机物或者污染物氧化降解，并直接输出生物电能。本世纪以来，底泥型燃料电池发展迅速，并被越来越多地应用于实际环境。目前，底泥型燃料电池的功用主要分为三种：(1)作为可再生电源为小型电子设备如水质监测仪、海底探测器等供电；(2)加速污染水体环境净化；(3)研究底泥中的生物地球化学循环过程。这三种功能都依赖于底泥中电极附近微生物代谢和化学反应类型和速率。但是，在实际环境中，底泥型燃料电池电极被埋没与底泥内，电极位置难以确定，电极附近底泥样品难以在不破坏的条件下取出，是在很大程度上限制了人们对电极附近生物化学反应过程的认识，以及对底泥型燃料电池性能的提高。如何获得电极附近的底泥样品又不破坏底泥样品和相对位置和完整性是底泥型燃料电池机理研究和技术发展面临的重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本、简单有效的从底泥型燃料电池获取原位底泥样品的方法。

本发明的从底泥型燃料电池获取原位底泥样品的方法，包括以下步骤：

在硬质电极板面上固定有上端开口的盒子，盒子靠电极板的一面是以电极板为其侧面，将带盒子的硬质电极板插入到底泥中，使得底泥浸没盒子，电极导线A一端与硬质电极板相连，另外一端与电阻相连，电极导线B一端与电阻相连，另外一端置于上层水中，底泥燃料电池构建成功；

底泥燃料电池运行设定时间后，拔出硬质电极板，获取没入盒子中的原位底泥样品。此底泥样品为与硬质电极板表面接触且位置固定的底泥样品，即为原位底泥样品。

优选，所述的盒子形状最好是开口宽，底部小的形状，方便插入底泥中。最好是呈楔形盒子或梯形体盒子。

优选，所述的硬质电极板为导电材料制成的电极板，例如石墨电极板。

底泥型燃料电池可以加速自然水体及污染水体底泥中化学物质的生物降解效率，并从中获得生物电能。获取电极周围底泥样品是分析底泥燃料电池性能和积累的关键，但在实际环境应用时存在电极位置难以确定、周围的底泥样品难以获得的问题。本发明在电极上固定底泥样品回收装置，可随电极一起置入泥中，并收集电极周围底泥样品。本发明是一种方便有效、低成本的获得底泥燃料电池电极附近底泥样品，为研究底泥燃料电池的性能及生态环境效应提供了方法。

附图说明：

图1是带PVC材料制成的楔形盒子的石墨电极板结构示意图；

图2是带PVC材料制成的梯形体盒子的石墨电极板结构示意图；

图3是石墨电极板与电阻的连接示意图；

图4是底泥燃料电池产电情况及电极表面底泥有机物降解情况。

其中1、石墨电极板；2、梯形体盒子；3、电极导线A；4、楔形盒子；5、电阻；6、电极导线B。