[发明专利]一种用于构建植物-微生物燃料电池的方法

摘要

本发明涉及一种用于构建高效植物‑微生物燃料电池的方法，通过构建不含离子交换膜的单室空气阴极，以输出电压作为产电性能的评价指标，并测定与输出电压相关的参数指标：如电极电位、输出电压、阴极区pH值、阴极区溶解氧浓度、环境温度、植物根系孔隙度及泌氧率，通过分析各项参数指标与输出电压的相关性，筛选适合构建高性能植物‑微生物燃料电池的环境条件和植物类型。该方法通过对不同影响因子与产电性能相关性进行分析，确定了适宜构建的植物类型和环境条件：植物根系泌氧率低、环境温度适宜生长、阴极区pH值维持在低水平、阴极区溶氧浓度高，通过选择调控手段，实现新型高性能植物‑微生物燃料电池的构建。

主权项

1.一种用于构建高效植物‑微生物燃料电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)基质制作：取河畔湿地的泥土经风干后，研碎过筛得到栽培植物用的基质；(2)植物材料与繁殖培养：选取合适的植物，将其置于盛有沙土的容器中培养；(3)构建不含离子交换膜的单室空气阴极：以不透光、不导电的容器为反应器，选石墨毡、碳布、含铂催化剂复合材料中的一种或几种作为阴、阳电极，每个电极插入合金金属丝作为导线，反应器底部覆盖基质，阳极置于基质上，再覆盖基质，阴极置于基质表面，将步骤(2)培养的植物取出，穿过阴极栽种于基质中，反应器内注满水；(4)记录电压值，测定阴极电位、阴极区pH值和溶解氧浓度，测定根系泌氧率，计算根系孔隙度，计算阳极电位值；(5)观察根系结构：对根系结构进行观察；(6)数据统计和处理分析：绘制电压变化动力趋势图、输出电压和环境温度变化趋势图、阴极电位变化趋势图、阴极区pH值变化趋势图、阴极区溶氧浓度变化趋势图、阳极电位变化趋势图、根系结构图，得到溶解氧浓度、根系泌氧率、根系孔隙度、阳极电位值数据；(7)确定适宜构建的植物类型和环境条件：植物根系泌氧率低、环境温度适宜生长、阴极区pH值维持在低水平、阴极区溶氧浓度高，通过选择调控手段，实现新型高性能植物‑微生物燃料电池的构建。