[发明专利]一种微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器以及烟气CO2的净化方法和CO2生物合成燃料的制备方法

权利要求书

1.一种微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器，其特征在于，包括壳体，所述壳体上端开有出气口和两个连接口，所述壳体下端开有进气口，所述壳体的一侧开有出水口和进水口，所述壳体内安装有电极，所述电极的阳极和阴极通过所述两个连接口连接，所述壳体内充满培养基混合液。

2.根据权利要求1所述的微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器，其特征在于，所述电极的阳极和阴极之间安装有膜材料。

3.据权利要求2所述的微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器，其特征在于，所述膜材料为碳纤维质子交换膜。

4.根据权利要求1所述的微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器，其特征在于，所述电极的阳极和阴极为卷筒式。

5.根据权利要求4所述的微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器，其特征在于，所述电极的阳极和阴极为纳米管阵列多孔改性碳电极，所述纳米管阵列多孔改性碳电极具有生物亲和性。

6.根据权利要求1所述的微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器，其特征在于，所述培养基混合液由菌种混合液和培养液组成。

7.根据权利要求6所述的微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器，其特征在于，所述菌种混合液为Clostridium菌液、Enterobacter菌液以及Rhodoferax菌液其中的一种。

8.根据权利要求7所述的微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器，其特征在于，所述培养液的成分为：蔗糖20g/L,大豆蛋白粉10g/L,酵母膏4g/L,（NH₄）₂SO₄4g/L,K₂HPO₄0.5g/L,FeSO₄0.025g/L,MgSO₄0.5g/L,MnCl₂0.4g/L,CaCl₂0.5g/L,L-半胱氨酸0.5g/L，刃天青2mg/L，所述培养液的pH值6～8。

9.根据权利要求1所述的微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器，其特征在于，所述壳体的材料为有机玻璃或者玻璃。

10.一种烟气CO₂的净化方法和CO₂生物合成燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将培养基混合液接入到微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器的壳体内，菌种混合液和培养液的体积比为1∶1，电极浸泡在培养基混合液中，对所述电极电机施加0.2V～1V的直流电，保持温度为30℃～60℃；进行产氢启动，启动阶段每36小时更换一次培养基缓冲液，6天后每24小时更换一次培养基缓冲液，在壳体内换完基质后通入高纯氮气以保持厌氧环境；

（2）在产氢模式下向微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器内通入烟气CO₂，烟气CO₂停留1～6h，在反应器的电催化和生物催化的作用下还原CO₂，完成对烟气CO₂的净化。

（3）在微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器中，以Clostridium、Enterobacter以及Rhodoferax为CO₂生物合成燃料的生成菌，并解析所述微生物燃料电池生物电催化逆转化反应器烟气生物电催化逆向转化反应过程物质流、能量流和生物信息的传动机理，使CO₂生物合成燃料生成菌与MFC生物电催化逆转化反应器充分耦合，得到CO₂生物合成燃料。