[发明专利]一种碱性微生物燃料电池

摘要

本发明属于微生物电化学技术领域，旨在提供一种碱性微生物燃料电池。该电池包括容器状的电池壳体、阳极和空气阴极；所述阳极为活性炭纤维刷、碳布或碳纸，空气阴极为两面分别涂覆聚四氟乙烯扩散层和颗粒活性炭催化层的碳布集电体，且空气阴极以扩散层面向空气、催化层面向溶液置于容器两侧；该燃料电池的电解液分为启动时的电解液和产电运行时的电解液，其中产电运行时的电解液又分为有机物基质和有机废水两种主要成分。本发明阴极催化材料是采用活性炭，不含任何金属催化剂，大大降低成本。在碱性条件下运行，阴极氧还原性能得到提高，可提高有机物的能量转化效率。在高浓度有机物的条件下，电池能稳定运行，且有机物利用率高。

主权项

一种碱性微生物燃料电池，包括容器状的电池壳体、阳极和空气阴极，其特征在于，所述阳极为活性炭纤维刷、碳布或碳纸，空气阴极为两面分别涂覆聚四氟乙烯扩散层和颗粒活性炭催化层的碳布集电体，且空气阴极以扩散层面向空气、催化层面向溶液置于容器两侧；该燃料电池启动时的电解液的配制方式为：将有机废水与溶液A按1∶1的体积比混合，并按1克/升的比例加入有机物基质，混合溶液用碱性溶液调节pH值为9～12；该燃料电池产电运行时的电解液，其配置方法是下述任意一种：第一种电解液的配制方式为：在溶液A中添加0.5～8克/升有机物基质形成溶液B，溶液B用碱性溶液调节pH值为9～12；第二种电解液为有机废水，并用碱性溶液调节pH值为9～12；所述的溶液A的组成为：每升溶液中包括8.4g NaHCO3、0.31g NH4Cl、0.13gKCl、2ml微量元素溶液，余量为蒸馏水；所述微量元素溶液为每升溶液中包括2mg生物素、2mg维生素B、10mg维生素B6、5mg核黄素、5mg硫胺、5mg烟酸、5mg维生素B3、0.1mg B‑12、5mg对氨基苯甲酸、5mg硫辛酸、1.5g NTA、3.0g MgSO4、0.5g MnSO4·H2O、1.0g NaCl、0.1g FeSO4·7H2O、0.1g CaCl2·2H2O、0.1g CoCl2·6H2O、0.13g ZnCl2、0.01g CuSO4·5H2O、0.01g AlK(SO4)2·12H2O、0.01g H3BO3、0.025g Na2MoO4、0.024g NiCl2·6H2O、0.025gNa2WO4·2H2O。