[发明专利]一种自供给水凝胶电解质微生物燃料电池

权利要求书

1.一种自供给水凝胶电解质微生物燃料电池，其特征在于，由多孔微生物阳极、水凝胶电解质、空气阴极和毛细管束组成；其中，多孔微生物阳极被水凝胶电解质包裹，毛细管束与水凝胶电解质相连接；空气阴极置于水凝胶电解质的一侧或两侧；水凝胶电解质中的水分经由空气阴极蒸发而形成负压；在水凝胶负压和毛细作用的共同驱动下，营养溶液经由毛细管束自动吸入到水凝胶电解质微生物燃料电池中，实现水分和微生物营养物质的自动供给。

2.权利要求1所述的一种自供给水凝胶电解质微生物燃料电池，其特征在于：多孔微生物阳极是多孔或网状的，包括网、毡、纸或布，允许溶液中的底物或离子自由通过；电活性微生物在多孔微生物阳极上生长并形成微生物膜；所述的多孔微生物阳极的材料具有导电性和生物相容性的材料，包括碳、石墨或表面修饰的金属。

3.权利要求1所述的一种自供给水凝胶电解质微生物燃料电池，其特征在于，水凝胶电解质是中性无机盐水溶液溶胀的水凝胶；所述的水凝胶的材料是具有亲水基团、能大量吸收水分而溶胀又能保持住水分不外流的聚合物树脂，包括丙烯酸盐类、丙烯酰胺类或交联羧甲基纤维素类，可吸收相当于自身体积100倍以上水分的聚合物树脂；所述的中性无机盐水溶液，包括磷酸盐缓冲溶液或碳酸盐缓冲溶液。

4.权利要求1所述的一种自供给水凝胶电解质微生物燃料电池，其特征在于，空气阴极具有氧气还原催化性能，同时允许氧气扩散和水分蒸发。

5.权利要求1所述的一种自供给水凝胶电解质微生物燃料电池，其特征在于，制备毛细管的材料具有亲水性，包括二氧化硅、金属或聚合物；毛细管的内径小于2 mm。

6.权利要求1所述的一种自供给水凝胶电解质微生物燃料电池，其特征在于：毛细管内填充水凝胶电解质。