[发明专利]微生态周期切换式微生物燃料电池堆及其发电工艺

权利要求书

1.微生态周期切换式微生物燃料电池堆，其特征是：包括圆管TⅠ(1)、圆管TⅡ(2)、下底板TⅢ(3)以及上盖板TⅣ(4)，所述圆管TⅠ(1)与圆管TⅡ(2)为同轴设置的有机玻璃管，且圆管TⅡ(2)设置在圆管TⅠ(1)的外层；所述下底板TⅢ(3)设置在两个同轴圆管的下部；所述上盖板TⅣ(4)设置在两个同轴圆管的上部；所述圆管TⅠ(1)与圆管TⅡ(2)之间的空间径向设置有隔板GⅠ(5)、隔板GⅡ(6)、隔板GⅢ(7)以及隔板GⅣ(8)将两个圆管内的空间平均分割为四个隔室，四个隔室分别为隔室A(31)、隔室B(32)、隔室C(33)以及隔室D(34)；所述每个隔室内分别径向设置有一个折板，四个隔室内的折板分别为折板ZⅠ(9)、折板ZⅡ(10)、折板ZⅢ(11)以及折板ZⅣ(12)，所述每个折板均将其所在隔室分隔成横剖面面积之比为1:5的上流区和下流区；

所述圆管TⅡ(2)的外侧壁上设置有十二个阀门，每个隔室的外侧壁上设置有三个阀门；

所述四个隔室的下流区侧壁上分别设置有进水孔JⅠ(13)、进水孔JⅡ(14)、进水孔JⅢ(15)以及进水孔JⅣ(16)；所述四个隔室的上流区侧壁上分别设置有出水孔CⅠ(17)、出水孔CⅡ(18)、出水孔CⅢ(19)以及出水孔CⅣ(20)；

所述上盖板TⅣ(4)上设置有硅胶垫SⅠ(21)和丝扣SⅡ(22)，所述圆管TⅠ(1)和上盖板TⅣ(4)之间通过丝扣SⅡ(22)密封，上盖板TⅣ(4)对应每个隔室的位置分别设置有外接电路预留孔YⅠ(27)、预留孔YⅡ(28)、预留孔YⅢ(29)以及预留孔YⅣ(30)，所述每个预留孔均通过胶圈和丝扣密封；

所述每个隔室内均设置有石墨毡阳极和空气阴极，所述石墨毡阳极上设置有石墨毡SⅣ(24)和不锈钢垫片SⅢ(23)，所述石墨毡SⅣ(24)的宽度小于折板的宽度，所述折板上端预留孔隙KⅠ(35)和下端预留孔隙KⅡ(36)将石墨毡SⅣ(24)缠绕于折板ZⅠ(9)、折板ZⅡ(10)、折板ZⅢ(11)以及折板ZⅣ(12)的上流区一侧；所述不锈钢垫片SⅢ(23)通过不锈钢螺丝SⅤ(25)固定于石墨毡SⅣ(24)顶端，并连接不锈钢丝SⅥ(26)通过所在隔室所对应的外接电路预留孔穿过上盖板TⅣ(4)与外电路相连；所述不锈钢垫片SⅢ(23)收集石墨毡SⅣ(24)电子；

所述空气阴极由液体催化剂、防水透气膜YⅥ(38)和不锈钢网YⅤ(37)组成，所述液体催化剂均匀涂抹在防水透气膜YⅥ(38)朝向反应液的一侧，获得负载有催化剂的防水透气膜；将不锈钢网YⅤ(37)设置在防水透气膜YⅥ(38)负载有液体催化剂的一侧，通过硅胶垫YⅦ(39)法兰固定于每个隔室上流区的侧表面；不锈钢网YⅤ(37)焊接不锈钢丝YⅧ(40)与外电路相连。

2.根据权利要求1所述的微生态周期切换式微生物燃料电池堆，其特征是：所述每个隔室上流区出水孔位于上流区横剖面所对应圆心角的角平分线上，每个隔室下流区进水孔位于下流区横剖面所对应圆心角的角平分线上，各隔室侧壁上设置的出水孔位置高于进水口位置。

3.根据权利要求1所述的微生态周期切换式微生物燃料电池堆，其特征是：所述空气阴极上边缘低于上流区出水口，空气阴极下边缘与石墨毡阳极折板下缘高度相等；所述空气阴极设置于上流区圆管TⅡ(2)壁上，且与石墨毡阳极非接触，空气阴极对应弧长为所在隔室圆管TⅡ(2)侧壁对应弧长的三分之一。

4.根据权利要求1所述的微生态周期切换式微生物燃料电池堆，其特征是：所述圆管TⅠ(1)的外壁和圆管TⅡ(2)的内壁上均设有与折板相配合的槽道；所述折板的下边缘至下底板TⅢ(3)的距离为石墨毡厚度的2倍～3倍，折板的上边缘至上盖板TⅣ(4)的距离为石墨毡厚度的1倍～2倍。

5.根据权利要求1所述的微生态周期切换式微生物燃料电池堆，其特征是：所述液体催化剂包括催化剂、异丙醇以及去离子水，所述催化剂为铂的质量含量为10％～20％的铂碳催化剂、碳粉、四甲氧基苯基叶琳钻或二氧化锰。

6.根据权利要求1所述的微生态周期切换式微生物燃料电池堆，其特征是：所述石墨毡阳极和空气阴极的金属连接部件为不锈钢或钛金。