[发明专利]氮化钛纳米棒阵列在微生物燃料电池阳极中的应用

权利要求书

1.一种利用氮化钛纳米棒阵列阳极改善微生物燃料电池的产电功率及电能输出稳定性的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤一：以氮化钛纳米棒阵列作为阳极，碳纤维刷作为阴极，微生物燃料电池反应器作为运行装置，阳极室内加入80 ~ 90 ml阳极液，阴极室内加入100 ml阴极液，所述氮化钛纳米棒阵列为以碳布为基底，原位生长的氮化钛纳米棒阵列；

步骤二：在阳极室内加入10 ~20 ml接种液进行接种，所述接种液为厌氧污泥水、已驯化的电池阳极出水或二者的混合物，然后，外加1000 Ω的电阻，将阴极和阳极连接起来，形成闭合回路，置于37 ℃的恒温培养箱中使其稳定运行，实时监测其电压输出情况，当电压降低到0.05 V时，分别更换新的阴阳极液；

步骤三：电池稳定运行以后，通过电化学阻抗、功率密度、接种后阳极扫描电子显微镜及阳极微生物群落分析表征，表明氮化钛纳米棒阵列阳极能够通过高效富集Geobacter-soli产电菌，富集率达97.2%，从而有效地提高微生物燃料电池的电能输出及运行稳定性。

2.根据权利要求1所述的利用氮化钛纳米棒阵列阳极改善微生物燃料电池的产电功率及电能输出稳定性的方法，其特征在于所述燃料电池反应器的阴阳极室的有效容积为100ml。

3.根据权利要求1所述的利用氮化钛纳米棒阵列阳极改善微生物燃料电池的产电功率及电能输出稳定性的方法，其特征在于所述阳极液配方为：1.5 ~ 2 g/L阳极底物，维生素溶液0.1 ml/L，微量元素12.5 ml/L。

4.根据权利要求3所述的利用氮化钛纳米棒阵列阳极改善微生物燃料电池的产电功率及电能输出稳定性的方法，其特征在于所述阳极底物为无水乙酸钠、葡萄糖或乳酸盐。

5.根据权利要求1所述的利用氮化钛纳米棒阵列阳极改善微生物燃料电池的产电功率及电能输出稳定性的方法，其特征在于所述阴极液配方为：16.4 g/L K₃[Fe(CN)₆]，3.7 g/LKCl。

6.根据权利要求1所述的利用氮化钛纳米棒阵列阳极改善微生物燃料电池的产电功率及电能输出稳定性的方法，其特征在于所述已驯化的电池阳极出水的获得方法如下：使用10 ~ 20 ml的厌氧污泥接种微生物燃料电池，然后将其放入37 ℃恒温培养箱中，持续运行15~ 20天之后的阳极液用于其他电池的启动接种。

7.根据权利要求1所述的利用氮化钛纳米棒阵列阳极改善微生物燃料电池的产电功率及电能输出稳定性的方法，其特征在于所述电压降低到0.05 V时，分别更换阳极液和阴极液，将阳极液倒出80 ~ 90 ml，阳极室内保留10 ~ 20 ml的原液，再加入80 ~ 90 ml新配阳极液，阴极液全部倒掉，加入新配的阴极液。