[发明专利]一种微生物燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池，具体来说，涉及一种微生物燃料电池。

背景技术

微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。微生物燃料电池的基本工作原理是：在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂(一般为氧气)在阴极得到电子被还原与质子结合成水。用于盛放微生物燃料的容器通常采用双室型，即微生物燃料电池容器包括阳极室和阴极室。例如“H”形的微生物燃料电池容器，在阳极室和阴极室之间设置一个通道，该通道分别连接阳极室和阴极室，同时，该通道中设置有半透膜。阳极室和阴极室均为长方体构型，所以阳极室和阴极室中有多处直角，不方便实验后清洗。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种微生物燃料电池，盛放微生物燃料的电池容器结构牢靠，清洗便利。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种微生物燃料电池，包括电池容器、阳极液和阴极液；其中，所述的电池容器包括阳极室、阴极室、质子交换膜、紧固装置、呈框形的第一橡胶垫和呈框形的第二橡胶垫；阳极室包括设有第一注入孔的第一顶板、第一底板和呈弧面的第一室壁；第一注入孔上设有第一封盖，第一顶板和第一底板相互平行，第一室壁固定连接在第一顶板和第一底板之间，阳极室的一侧为开口，第一橡胶垫沿着阳极室的开口固定在阳极室的侧壁上；阴极室包括设有第二注入孔的第二顶板、第二底板和呈弧面的第二室壁；第二注入孔上设有第二封盖，第二顶板和第二底板相互平行，第二室壁固定连接在第二顶板和第二底板之间，阴极室的一侧为开口，第二橡胶垫沿着阴极室的开口固定于阴极室的侧壁上；质子交换膜嵌至于第一橡胶垫和第二橡胶垫之间；紧固装置连接阳极室和阴极室，使第一橡胶垫和第二橡胶垫相贴合；所述的阳极液位于电池容器的阳极室中，阳极导线穿过第一封盖，阳极导线的一端连接阳极碳布电极，阳极碳布电极位于阳极液中，阳极导线的另一端位于第一封盖外侧；所述的阴极液位于电池容器的阴极室中，阴极导线穿过第二封盖，阴极导线的一端连接阴极碳布电极，阴极碳布电极位于阴极液中，阴极导线的另一端位于第二封盖外侧。

进一步，所述的阳极液由葡萄糖蛋白胨培养基溶液和菌液组成，且阳极液的pH值在7.0至7.2之间；阴极液为铁氰化钾溶液，阳极液和阴极液的体积比为1∶1。

进一步，所述的葡萄糖蛋白胨培养基溶液由质量比为5∶5∶2∶1000的蛋白胨、葡萄糖、磷酸氢二钾和去离子水组成，，菌液由希瓦氏腐生菌和DH5α大肠杆菌组成，铁氰化钾溶液由质量比为16.45∶8.7∶1000的铁氰化钾、磷酸氢二钾和去离子水组成。

进一步，所述的希瓦氏腐生菌的体积量大于DH5α大肠杆菌的体积量。

进一步，所述的第一注入孔的孔壁伸出第一顶板，且第一注入孔的孔壁设有外螺纹，第一封盖设有与第一注入孔的外螺纹相配合的内螺纹；所述的第二注入孔的孔壁伸出第二顶板，且第二注入孔的孔壁设有外螺纹，第二封盖设有与第二注入孔的外螺纹相配合的内螺纹。

进一步，所述的第一注入孔的半径1厘米至1.05厘米之间；所述的第二注入孔的半径1厘米至1.05厘米之间。

进一步，所述的紧固装置包括设置在第一顶板上表面的第一立柱，设置在第一底板下表面的第二立柱，设置在第二顶板上表面的第三立柱，设置在第二底板下表面的第四立柱，第一立柱和第三立柱通过上螺栓固定连接，第二立柱和第四立柱通过下螺栓固定连接。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.清洗便利。现有技术中，阳极室和阴极室中有多处直角，不方便实验后清洗。而本发明的电池在使用完毕需要清洗时，首先卸载紧固装置，从而使得第一橡胶垫和第二橡胶垫相分离，也即阳极室和阴极室分离。因为阳极室的第一室壁和阴极室的第二室壁均呈弧面，所以电池容器的阳极室和阴极室中没有直角。这样便于清洗阳极室和阴极室，且清洗更干净。

2.该电池产生的电压高。本发明提供的阳极液中含有DH5α大肠杆菌。DH5α大肠杆菌和希瓦氏腐生菌混合组成菌液，可以提高微生物燃料电池的电压。在同样条件下，达到电池产电稳定期后，按体积比1：1加入DH5α大肠杆菌和希瓦氏腐生菌的电池产生的电压要高于只加希瓦氏菌的电池产生的电压。