[发明专利]一种超越太阳能发电的微生物燃料电池

说明书

本发明属于燃料电池技术领域，具体公开了一种超越太阳能发电的微生物燃料电池，包括反应器和消毒器，反应器中设有质子交换膜，质子交换膜将反应器分割为封闭的阳极室和阴极室，阳极室内设有阳极电极，在阴极室内设有阴极电极，消毒器上设有阳极端和阴极端，反应器上的阳极电极与阳极端通过导线连接，阴极电极则与阴极端通过导线连接，阳极室上设有进液口，阴极室上设有连通消毒器的排水口，阴极室的顶部还设有进气孔，质子交换膜与反应器之间为可拆卸连接。采用本发明的方案，装置简单实用，其使用污泥作为燃料，同时起到净化污泥的作用。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及了一种超越太阳能发电的微生物燃料电池。

背景技术

微生物燃料电池是一种利用微生物的催化氧化作用，将燃料中的化学能转化为电能的电化学装置；在传统的污水处理中，对于含有大量有机物的污水主要通过活性污泥法进行处理，原理在于，利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以吸附去除污水中的有机污染物；但这样的处理方式，处理后会产生大量的剩余污泥，若处理不得当还会造成二次污染。而污水传统的消毒方式则主要通过氯化消毒以及臭氧消毒两种，氯化消毒虽然廉价，但是由于氯气具有毒性，在运输以及投加过程中都需要小心谨慎；而臭氧消毒所需要的成本则偏高。

基于此，由于微生物燃料电池其以好氧微生物作为催化剂完成氧的催化还原，这些微生物能够简单地从好氧污泥中获得，造价低廉，极大地提高了微生物燃料电池在实际中的可应用性和可持续性，因此本发明主要提供了一种超越太阳能发电的微生物燃料电池，装置简单实用，其使用污泥作为燃料，同时起到净化污泥的作用。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种超越太阳能发电的微生物燃料电池，装置简单实用，其使用污泥作为燃料，同时起到净化污泥的作用。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种超越太阳能发电的微生物燃料电池，包括反应器和消毒器，反应器中设有质子交换膜，质子交换膜将反应器分割为封闭的阳极室和阴极室，阳极室内设有阳极电极，在阴极室内设有阴极电极，消毒器上设有阳极端和阴极端，反应器上的阳极电极与阳极端通过导线连接，阴极电极则与阴极端通过导线连接，阳极室上设有进液口，阴极室上设有连通消毒器的排水口，阴极室的顶部还设有进气孔，质子交换膜与反应器之间为可拆卸连接。

进一步，所述阳极电极和阴极电极均采用纳米多孔材料修饰碳基材料制成。

进一步，所述进气孔处固定有位于阴极室外部的气管，气管的高度不低于50mm。

进一步，还包括第一安装框架和第二安装框架，所述第一安装框架以及第二安装框架均采用热塑性高分子材料制成，质子交换膜安装在第一安装框架与第二安装框架之间。

进一步，所述第一安装框架靠近第二安装框架一端周向开设有若干限位孔，限位孔为球形孔，在第二安装框架靠近第一安装框架一端周向一体成型有若干与限位孔对应的限位球头，限位球头能够卡紧在球形孔内。

进一步，所述质子交换膜包括膜本体、催化剂层和扩散层，其中催化剂层采用Pt材料制成，其设置在膜本体的表面，且靠近阳极室一侧，扩散层采用碳纤维材料制成，其设置在催化剂层上。

进一步，所述安装框架的外周开设有若干连接孔，连接孔等间距分布，在反应器上开设有对应的安装孔，连接孔和安装孔内装有螺栓。

进一步，所述安装框架的外周还开设有分别位于连接孔两侧的条形槽，条形槽与安装框架平行设置，在条形槽内设有密封胶条。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：