[发明专利]一种基于生物阳极的深海装备阴极保护装置

权利要求书

1.一种基于生物阳极的深海装备阴极保护装置，其特征在于，所述阴极保护装置包括深海装备、坐底支架和至少一个生物阳极，所述坐底支架设置在所述深海装备的底部，所述生物阳极设置在所述坐底支架的底部；

所述生物阳极包括保护罩和置于所述保护罩内的若干个碳刷和产电细菌，所述产电细菌附着在所述碳刷上，各个所述碳刷通过导线相连，所述保护罩的侧壁为带空隙的侧壁、底部封闭、顶部开口，所述生物阳极的底部通过所述坐底支架连接所述深海装备，所述生物阳极的顶部插入海底沉积物中，所述产电细菌与所述海底沉积物进行反应，为所述深海装备提供阴极电流保护；

当所述深海装备离开海底继续航行时，进入所述保护罩内的海底沉积物在所述碳刷的作用下滞留在所述保护罩中，持续为所述产电细菌提供反应底物，实现所述生物阳极持续向所述深海装备提供阴极电流保护。

2.根据权利要求1所述的阴极保护装置，其特征在于，当所述深海装备在海底着陆时，所述海底沉积物从所述生物阳极的顶部进入所述保护罩内，所述产电细菌氧化分解所述海底沉积物产生新的产电细菌，同时旧深海沉积物从未插入海底沉积物的保护罩侧壁的空隙处排出，实现所述保护罩内的深海沉积物的更新。

3.根据权利要求1或2所述的阴极保护装置，其特征在于，通过预接种阶段得到所述生物阳极，所述预接种阶段包括：组装接种反应器，所述接种反应器包括阳极室和阴极室，所述阳极室和阴极室之间通过质子交换膜阻隔，在置于所述阳极室的所述生物阳极的碳刷上接种包含所述产电细菌的活性污泥，向所述阳极室注入所述海底沉积物作为反应底物，向所述阴极室注入阴极溶液作为阴极电子受体，通过外接电路连接所述生物阳极和所述阴极室构成回路，培养预定时间后，最终在所述碳刷上形成成熟的产电细菌，所述成熟的产电细菌以生物膜的形式附着在所述碳刷上。

4.根据权利要求1所述的阴极保护装置，其特征在于，所述生物阳极的底部通过检测调试装置连接所述坐底支架，所述检测调试装置包括可调电阻、第一电位计和第一参比电极，所述可调电阻的一端连接所述坐底支架、另一端分别连接各个所述生物阳极，所述可调电阻用于调整所述生物阳极与所述深海装备之间的极化电流强度，所述第一电位计的一端连接所述第一参比电极、另一端连接所述可调电阻和所述生物阳极的公共端，所述第一参比电极也插入所述海底沉积物中，所述第一电位计和第一参比电极用于监测所述生物阳极的电流保护状态；

第二电位计的一端连接第二参比电极、另一端连接所述深海装备，所述第二电位计和第二参比电极用于监测所述深海装备的电流保护状态。

5.根据权利要求4所述的阴极保护装置，其特征在于，所述坐底支架为金属坐底支架，所述可调电阻和所述第一电位计设置在所述金属坐底支架上，所述金属坐底支架和用于连接所述生物阳极与所述深海装备的导线组成的最小电阻最高不超过10Ω。