[发明专利]一种光催化和微生物复合阳极燃料电池系统

摘要

一种光催化和微生物复合阳极燃料电池系统，它涉及一种电池系统。本发明的目的是要解决现有微生物燃料电池的输出功率密度低、产生电压低、电能难以回收利用，阴极成本高和不能持续降解污水中具有生物毒性的有机物的问题。一种光催化和微生物复合阳极燃料电池系统包括箱体、微生物阳极室、离子交换膜、光催化阳极、电阻、石英玻璃窗口、光源、光阳极室进水口、光阳极室出水口、微生物阳极、阴极、开孔、微生物阳极室进水口、微生物燃料电池出水口、光阳极室、进水管、导管和出水管；本发明同时利用了光能和生物能，提高了29％～65％的系统的产能效能。本发明可获得一种光催化和微生物复合阳极燃料电池系统。

主权项

一种光催化和微生物复合阳极燃料电池系统，其特征在于一种光催化和微生物复合阳极燃料电池系统包括箱体(1)、微生物阳极室(3)、离子交换膜(5)、光催化阳极(6)、第一电阻(7)、石英玻璃窗口(9)、光源(10)、光阳极室进水口(11)、光阳极室出水口(12)、微生物阳极(13)、第二电阻(14)、阴极(15)、开孔(17)、微生物阳极室进水口(18)、微生物燃料电池出水口(19)、光阳极室(20)、进水管(21)、导管(22)和出水管(23)；所述的箱体(1)的一侧侧面上镶嵌有石英玻璃窗口(9)，箱体(1)的另一侧侧面上设有开孔(17)，箱体(1)的上表面开设有光阳极室进水口(11)、光阳极室出水口(12)、微生物阳极室进水口(18)和微生物燃料电池出水口(19)；进水管(21)与光阳极室进水口(11)相连通，光阳极室出水口(12)通过导管(22)与微生物阳极室进水口(18)相连通，出水管(23)与微生物燃料电池出水口(19)相连通；所述的光源(10)设置在石英玻璃窗口(9)的一侧；离子交换膜(5)设置在箱体(1)中，将箱体(1)分隔成光阳极室(20)和微生物阳极室(3)；所述的光催化阳极(6)设置在光阳极室(20)内，微生物阳极(13)和阴极(15)设置在微生物阳极室(3)内；第一电阻(7)的一端与光催化阳极(6)相连接，第一电阻(7)的另一端分别与第二电阻(14)及阴极(15)相连接；第二电阻(14)的一端与微生物阳极(13)相连接，第二电阻(14)的另一端分别与第一电阻(7)和阴极(15)相连接；所述的光催化阳极(6)为半导体材料附着在导电基底上；所述的半导体材料为二氧化钛、ZnO、WO₃或MoS₂；所述的微生物阳极(13)为附着在载体上的具有电化学活性的生物膜；所述的载体为碳纸、碳布、碳纤维刷、碳毡、玻璃碳、碳纳米管、石墨或石墨烯；所述的阴极(15)为碳纸、碳布、碳纤维刷、碳毡、玻璃碳、碳纳米管、石墨、石墨烯、不锈钢网、不锈钢板、钛板或钛网；所述的阴极(15)表面负载有阴极催化剂；所述的阴极催化剂为贵金属催化剂、非贵金属催化剂或生物阴极催化剂；所述的贵金属催化剂为铂、钯、钌和金中的一种或其中几种的合金；所述的非贵金属催化剂为活性炭、碳粉或乙炔黑；所述的光源(10)为太阳光、氙灯或汞灯；所述的第一电阻(7)的电阻为1Ω～1000Ω；所述的第二电阻(14)的电阻为1Ω～1000Ω。