[实用新型]一种腐植酸发电系统反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种腐植酸发电系统，具体的说，涉及一种腐植酸发电系统反应器，属于腐植酸反应发电技术领域。

背景技术

在腐植酸反应发电系统中，通过腐植酸的催化作用直接将燃料(如有机酸,糖类等) 的生物代谢能转化为电能，电子主要通过两种途径从菌体的外膜传递到电极，一种是借助细胞色素等腐植酸自身产生的内源介体和蒽醌类外源介体，尽管少数腐植酸可以通过内源介体将电子直接传递给电极，但需要腐植酸细胞与电极体接触，因此限制了活性细胞的密度，效率很低，另一种途径，在为生物燃料电池（MFC）中加入适当的外源介体如中性红（NR）、2,6-二磺酸蒽醌（AQDS）和新亚甲基蓝等，会显著改善电子的传递速率，但这些常用的电子介体多为人工染料中间体，价格昂贵，使用寿命短，且在腐植酸发酵过程中产生毒害作用，这些因素均限制了电子介体在腐植酸发电系统中的工业化应用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种腐植酸发电系统反应器，克服了现有技术中价格昂贵且代谢后产生毒素的缺陷，采用本实用新型的反应器后，具有价格低廉且环保增效的优点。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种腐植酸发电系统反应器，其特征在于：所述反应器包括可密封的阳极反应室和阴极反应室，阳极反应室和阴极反应室之间设有质子交换膜，阳极反应室和阴极反应室内分别设有电极，电极之间连接有导线，导线上串联有电阻。

一种优化方案，所述导线与电极的连接部分涂有环氧树脂。

另一种优化方案，所述电阻选用滑动变阻器。

本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：阴极反应室与阳极反应室的连通处设有质子交换膜，用于将阴极反应室与阳极反应室分隔开并有效传输质子；阳极反应室和阴极反应室内分别设有电极，电极之间连接有导线和电阻，电极与导线的连接处涂有环氧树脂，可有效防止导线在电解液中溶解产生电流；阳极反应室带有密封盖，阳极反应室内直接采用淀粉厂污水作为接种物，并以腐殖酸作为电子介质，价格低廉，且环保增效。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

附图1是本实用新型实施例中腐植酸发电系统反应器的结构示意图；

图中：

1-阳极反应室，2-阴极反应室，3-电极，4-导线，5-电阻，6-质子交换膜，7-密封盖。

具体实施方式

实施例，如图1所示，一种腐植酸发电系统反应器，包括反应室和电极3，所述反应室包括阳极反应室1和阴极反应室2，本实施例中反应室采用透明材质制成，以便于观察反应的进行，阳极反应室1和阴极反应室2之间设有质子交换膜6，质子交换膜6用于将阴极反应室与阳极反应室分隔开并有效传输质子，阳极反应室1的开口端设有可开启的密封盖7，两个反应室内各设有一个电极3，本实施例中电极3由碳纸制成，两个电极3之间连接有导线4，本实施例中导线4选用铜导线，导线4与电极3的连接部分涂有环氧树脂，防止导线4在电解液中溶解产生电流，导线4上串联有电阻5，本实施例中电阻5选用滑动变阻器。

使用前电极3采用0.1mol/L的HCl浸泡去除杂质离子，阳极反应室1内加入补加20mM乙酸钠的淀粉厂污水作为接种物，接种前通N₂除尽阳极反应室内的氧气，加入腐殖酸作为电子介质进行接种，接种后使用密封盖7将阳极反应室1密封，接种液密封搅拌，阴极反应室2内加入由0.1mol/L的K₃Fe(CN)₆ 溶液及0.1mol/L 的磷酸盐缓冲溶液(pH＝7.0)组成的阴极液，并连续曝气供氧。

试验表明：采用本实用新型的腐植酸发电系统反应器，应用腐殖酸浓度为1500mg/L时，电子功率可达198mW/m2,与未加腐殖酸相比，传递功率提高了65%，库伦效率由最初的3.2%升高到21.5%，表明腐殖酸促进电子传递，降低系统内阻，提高功率输出，且腐殖酸是一种天然介体，普遍存在于陆地与水生环境，因此在污水及海洋沉积物中可能含有丰富的腐殖酸，价格低廉且环保增效。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。