[发明专利]一种藻菌微生物燃料电池及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种藻菌微生物燃料电池，包括阳极室、阴极室、横膈膜、阳电极、阴电极和外电路，其特征在于：阳极室和阴极室均装有藻菌、培养液和碳源。

2.根据权利要求1所述的藻菌微生物燃料电池，其特征在于：所述的藻菌微生物燃料电池在运作的过程中反复对换电极运作；

当藻菌微生物燃料电池正向电极运作时，阳极室遮光、密封维持厌氧；阴极室光照，通过藻的光合作用供氧；

当藻菌微生物燃料电池反转电极运作时，原先的阳极室变换为阴极室，光照，通过藻的光合作用供氧，阴极室变换为阳极室运行，遮光、密封维持厌氧。

3.根据权利要求1所述的藻菌微生物燃料电池，其特征在于：阳极室装有0.5g/L葡萄糖作为碳源；阴极室装有0.4g/L NaHCO₃作为碳源；所述的藻菌指绿藻和产电菌的共生体；所述的藻菌以生物膜的形式在电极表面生长。

4.根据权利要求3所述的藻菌微生物燃料电池，其特征在于：所述的产电菌指以污水处理厂的活性污泥接种，在微生物电池阴极驯化出的和绿藻共生的混合产电菌群；所述的绿藻指蛋白核小球藻（Chlorella vulgaris）。

5.根据权利要求1所述的藻菌微生物燃料电池，其特征在于：所述的藻菌由以下方法得到：

采用两个单独的双室型微生物燃料电池分别在阴极培养藻菌共生电极；用质量比1:1混合的好氧污泥+厌氧污泥按体积比10%分别接种于电池的阳极和阴极；阳极添加以葡萄糖为有机碳源的培养液并密封维持厌氧，阴极则添加以NaHCO₃为无机碳源的培养液并持续曝空气供氧，外接电阻，启动微生物燃料电池；待观察到重复稳定的电压输出，即细菌在电极表面形成成熟生物膜后，再向阴极加入预先培养好处于对数生长期的绿藻，接种量为阴极室体积的10%，并去除曝气，改用日光灯照射，继续培养，待观察到重复稳定的电压输出，即藻菌在阴极表面形成共生生物膜后，拆除微生物燃料电池，得到两个附生有藻菌的电极。

6.根据权利要求1所述的藻菌微生物燃料电池，其特征在于：所述培养液的成份为，无机盐：0.2g/L NaNO₃、0.04g/L K₂HPO₄、0.075g/L MgSO₄·7H₂O、0.075g/L CaCl·2H₂O、0.006g/L柠檬酸、0.006g/L EDTA-Na₂、0.31g/L NH₄Cl、0.13g/L KCl；矿质元素12.5mL/L；维生素12.5mL/L；

所述矿质元素的成份为：1.5g/L NTAN(CH₂COOH)₃、0.1g/L FeSO₄·7H₂O、0.5g/L MnSO₄·H₂O、1g/L NaCl、0.1g/L CaCl₂·2H₂O、0.1g/L CoCl₂·6H₂O、0.13g/L ZnCl₂、0.01g/L CuSO₄·5H₂O、0.01g/L AlK(SO₄)₂·12H₂O、0.01g/L H₃BO₃、0.025g/L Na₂MoO₄、0.024g/L NiCl₂·6H₂O、0.025g/L NaWO₄·2H₂O；

所述维生素的成分为：0.002g/L维生素H、0.0001g/L维生素B₁₂、0.005g/L叶酸、0.005g/L烟酸、0.01g/L维生素B₆、0.0001g/L DL-泛酸钙、0.005g/L维生素B₁、0.005g/L对氨基苯甲酸、0.005g/L维生素B₂；

所述的阴极室和阳极室的材料为聚甲基丙烯酸甲酯；

所述的阳电极和阴电极悬空于电极室中，紧贴外侧池壁；

所述阳电极和阴电极的材料为多孔碳材料。