[发明专利]一种化学修饰生物阴极的微生物燃料电池系统在审
申请号: | 201810409428.X | 申请日: | 2018-05-02 |
公开(公告)号: | CN108808050A | 公开(公告)日: | 2018-11-13 |
发明(设计)人: | 王荣昌;刘诗彧;王学昊;焦贺铭;陈成;赵建夫 | 申请(专利权)人: | 同济大学 |
主分类号: | H01M8/16 | 分类号: | H01M8/16;H01M4/90;C02F3/34;C02F101/30 |
代理公司: | 上海科盛知识产权代理有限公司 31225 | 代理人: | 蒋亮珠 |
地址: | 200092 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 阴极 阳极室 阴极室 微生物燃料电池 化学修饰层 阳极 好氧生物 化学修饰 生物阴极 接种 好氧微生物 质子交换膜 操作过程 电路电阻 系统结构 阳极组成 阴极表面 阴极催化 阴极电势 阴极组成 阳极液 阴极液 氨氮 产电 耗能 硝化 附着 去除 紧凑 污染物 讲解 生长 开发 | ||
1.一种化学修饰生物阴极的微生物燃料电池系统,其特征在于,该系统包括阳极室(1),阴极室(2),以及阳极室(1)与阴极室(2)之间的质子交换膜(3),所述的阳极室(1)由阳极液及阳极(4)组成,所述的阴极室(2)由阴极液及阴极(7)组成,所述系统还包括连接有阳极(4)、阴极(7)的导线及导线上的电路电阻(9),所述的阴极(7)表面负载有化学修饰层(5),该化学修饰层(5)上接种有好氧生物(6)。
2.根据权利要求1所述的一种化学修饰生物阴极的微生物燃料电池系统,其特征在于,所述的化学修饰层(5)为氧化石墨烯/聚苯胺复合修饰层,修饰方法为将阴极电极置于含有氧化石墨烯和苯胺的硫酸溶液内,加入引发剂,通过化学聚合方法将氧化石墨烯/聚苯胺修饰在电极表面。
3.根据权利要求2所述的一种化学修饰生物阴极的微生物燃料电池系统,其特征在于,所述的含有氧化石墨烯和苯胺的硫酸溶液中,氧化石墨烯的质量浓度为0.1g/L,苯胺的摩尔质量浓度为0.1mol/L,硫酸的浓度为0.5mol/L;
上述反应的引发剂为过硫酸铵,引发剂的加入量为与苯胺的浓度比为1:1。
4.根据权利要求1所述的一种化学修饰生物阴极的微生物燃料电池系统,其特征在于,所述的化学修饰层(5)上接种的好氧生物(6)为污水厂的活性污泥,接种方法为:将表面负载化学修饰层的阴极置于污水厂的活性污泥中10-20h,使微生物吸附到修饰碳毡即可。
5.根据权利要求1所述的一种化学修饰生物阴极的微生物燃料电池系统,其特征在于,所述的阳极室(1),阴极室(2)的腔体由有机玻璃制成。
6.根据权利要求1所述的一种化学修饰生物阴极的微生物燃料电池系统,其特征在于,所述的阳极液为含有机污染物的废水,阴极液为含氨氮的废水。
7.根据权利要求1所述的一种化学修饰生物阴极的微生物燃料电池系统,其特征在于,所述的阳极(4)接种有传统厌氧产电菌,通过厌氧产电菌将阳极液中的有机物氧化分解,产生电子,通过外电路传递到阴极,从而实现在去除有机污染物的同时又回收能量的目的。
8.根据权利要求1所述的一种化学修饰生物阴极的微生物燃料电池系统,其特征在于,所述的阳极(4)和阴极(7)的材料为不锈钢网、碳毡、石墨板或泡沫镍。
9.根据权利要求1所述的一种化学修饰生物阴极的微生物燃料电池系统,其特征在于,所述的电路电阻(9)进行过外部防水处理。
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