[发明专利]无金属催化剂的单室微生物燃料电池

权利要求书

1.一种无金属催化剂的单室微生物燃料电池，包括电池壳体、阴极、阳极，其电解液 为充装于电池壳体内的含有有机物的水，其特征在于，所述阳极为由钛丝和活性炭纤维缠 绕制成的钛芯炭纤维刷；所述阴极为两面分别涂覆了扩散层和催化层的碳布或不锈钢网， 扩散层与空气接触，催化层与电解液接触；

所述阴极上涂覆的扩散层由内至外依次为：1层的纳米碳基本层和5层的聚四氟乙烯涂 层；该纳米碳基本层是：粒度为20纳米的碳粉与40％wt的聚四氟乙烯乳液按每克碳粉加 10ml聚四氟乙烯乳液混合且经370℃加热处理15分钟；该聚四氟乙烯涂层是：浓度为60％ wt的聚四氟乙烯乳液且经370℃加热处理15分钟；

所述阴极上涂覆的催化层为：活性炭粉、聚四氟乙烯乳液和异丙醇混合且经加热处理， 其中活性炭粉为通过500目筛子的微粒，聚四氟乙烯乳液浓度为10％wt，异丙醇浓度为97％ wt，每克活性炭粉中加入1ml聚四氟乙烯乳液和5ml异丙醇；

所述活性炭粉先经加热加压碱液活化处理，处理时温度为120℃，压力为1MPa，碱 液是浓度1M的KOH，处理时间为30分钟。

2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述纳米碳基本层的载碳量为2 mg/cm²。

3.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述催化层的载活性炭量为10mg/cm²。

4.根据权利要求1至3所述的任意一种燃料电池，其特征在于，该燃料电池包括至少 两个阴极，阴极之间以钛丝连接外电路。

5.根据权利要求1至3所述的任意一种燃料电池，其特征在于，所述阳极置于电池壳 体侧面中央。

6.根据权利要求1至3所述的任意一种燃料电池，其特征在于，所述阳极最外围与阴 极之间的距离为15毫米。

7.根据权利要求1至3所述的任意一种燃料电池，其特征在于，所述电解液为含有有 机物的生活污水、工业废水或含有动物废弃物的污水，或者是有机物的水溶液。

8.根据权利要求1至3所述的任意一种燃料电池，其特征在于，所述电解液中还加入 0.25～2g/L乙酸钠的50mM磷酸盐缓冲溶液。