一种运动助力长效复合嗜热微生物发电装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种运动助力长效复合嗜热微生物发电装置及其制造方法，该发电装置由三个系统组成，分别是机械传动系统，摩擦发热系统和微生物发电系统；机械传动系统由凸轮结构、传动结构、着力轴和支承轴组成；摩擦发热系统包括透明材质的发电酵池阳极室罩壳、从动齿轮、摩擦盘、锁紧弹簧、配磨盘、阳极营养液；微生物发电系统内由被质子交换膜隔开的两个功能室及电极组成，其中阳极电极上植入有两种不同微生物及其配套营养基，分别是：嗜热异养氨氧化细菌菌剂和嗜热紫色光合细菌菌剂。本发明专利技术可靠性高、运行稳定、自给自足、运动助力升温、产生清洁能源。

【技术实现步骤摘要】
一种运动助力长效复合嗜热微生物发电装置及其制造方法
本专利技术涉及电气装置
，尤其涉及一种运动助力长效复合嗜热微生物发电装置及其制造方法。
技术介绍
光合菌，全称光合细菌(PhotosyntheticBacteria，简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称，是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌，是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。迄今为止，微生物燃料电池MFC的性能远低于理想状态。制约MFC性能的因素包括各种因素，其中在本文适用领域的主要问题是营养基内的营养物绝对消耗后补充困难，同时常温产电菌难以获得较高的输出功率。另外，微生物对底物的亲和力、微生物的最大生长率、生物量负荷、反应器搅拌情况、操作温度和酸碱度均对微生物燃料电池内的物质传递有影响。因此，市面上急需一种可靠性高、运行稳定、自给自足、运动助力升温、产生清洁能源的运动助力长效复合嗜热微生物发电装置及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种可靠性高、运行稳定、自给自足、运动助力升温、产生清洁能源的运动助力长效复合嗜热微生物发电装置制造方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种运动助力长效复合嗜热微生物发电装置，该发电装置由三个系统组成，分别是机械传动系统，摩擦发热系统和微生物发电系统；其中机械传动系统由凸轮结构、传动结构、着力轴和集成有柔性护膝结构的支承轴组成，其中凸轮结构上还设置有与传动结构连接的受力轴、与摩擦发热系统的摩擦盘固锁的从动齿轮；摩擦发热系统包括透明材质的发电酵池阳极室罩壳、从动齿轮、被从动齿轮驱动的摩擦盘、两端分别固定在摩擦盘右侧和发电酵池阳极室罩壳内壁的锁紧弹簧、与摩擦盘匹配的固定在发电酵池阳极室罩壳中的配磨盘、充斥在发电酵池阳极室罩壳内的阳极营养液；微生物发电系统外套封有一层隔热棉，其内由被质子交换膜隔开的两个功能室及分别连接两个功能室的电极组成，所述两个功能室分别是阳极室和阴极室，阴极室内还充斥有含赤血盐2.8g/L-3.2g/L、KCl5.5g/L-6g/L、Na2HPO4·12H2O17g/L-19g/L、KH2PO42.8g/L-3.2g/L的阴极液，两侧室内的电极均为碳纤维编纺的碳毡，其中阳极电极碳毡上植入有两种不同微生物及其配套营养基，分别是：一、通过琼脂、胰蛋白胨混合营养基固化植入有以混合营养基总质量计菌浓度1×107cfu/g-1×109cfu/g的嗜热异养氨氧化细菌，二、通过琼脂、牛肉膏、蛋白胨混合营养基固化植入的以混合营养基总质量计菌浓度1×107cfu/g-1×109cfu/g的ThermochromatiumTepidum嗜热紫色光合细菌；阳极营养液的制造方法包括以下步骤：①原材料准备：足量水，适量葡萄糖，适量蔗糖，适量适量NaOH，适量H3PO4，适量(NH4)3PO4，适量KH2PO4，适量NaCl0.5，适量NH4Cl，适量MgSO4·7H2O，适量CaCl2；将所有原材料均高温消毒待用；②将原材调配成各溶质浓度为：葡萄糖3g/L-5g/L，蔗糖3g/L-5g/L，(NH4)3PO410g/L-11g/L，KH2PO42.8g/L-3.4g/L，NaCl0.3g/L-0.6g/L，NH4Cl0.9g/L-1.2g/L，MgSO40.1g/L-0.15g/L，CaCl20.01g/L-0.02g/L的水溶液，再根据调配液的PH值，通过加入适量NaOH或H3PO4将溶液PH值调配至7.5-9，该溶液即为所需阳极营养液(10)；上述的一种运动助力长效复合嗜热微生物发电装置中，摩擦盘为六棱柱结构。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：(1)为解决现有技术中所用微生物燃料电池都需要在微生物系统中不断更新添加营养质的问题，本专利技术另辟蹊径地将生长环境相似、所需营养相近的嗜热产电菌和嗜热光合菌有机结合起来，配合透明材质的罩壳，长时间地自循环，保持常效运作，大大提高了本专利技术的使用寿命、适用范围和经济性。(2)本专利技术开创性地将运动能转换成热能，并将之与微生物燃料电池相关应用进行了部分结合，虽然其初始技术效果并不是那么好，但鉴于现代技术发展的速度及微生物族群世界的广大，这项专利技术及其后续的可拓展性是很大的，本专利技术将可以为后续多项有更大应用价值和经济价值的专利技术创造提供思路和方法基础。(3)本专利技术的发电机制的基础仍然是微生物燃料电池，只是菌种选择上突破了常规选则采用了非室温可产电菌，它与运动结合的部分是利用运动摩擦生热同时搅拌带动静态的阳极液加速运动，增加质子交换膜的工作效率及提升微生物作用的效率，最终获得了相较于单一室温产电菌近两倍的产电效率，虽然离大范围、高效率的实际应用还有一定距离，但已经可以实现小范围应用并给出一种新的思路了。(4)本专利技术的整个方法无污染产出、无任何复杂结构，在进一步完善发电机制或与其它发电机制混合应用的前提下具有相当的应用前景，同时本专利技术的柔性护膝结构和摩擦阻力也能稍微保护人们剧烈运动的膝关节。因此，本专利技术具有可靠性高、运行稳定、自给自足、运动助力升温、产生清洁能源的特性。附图说明图1为本专利技术的阳极室结构示意图；图2为本专利技术的机械传动结构示意图；图3为本专利技术发电原理示意图；图4为本专利技术摩擦盘和配磨盘配合结构的左视图；图中：凸轮结构1、从动齿轮2、受力轴3、传动结构4、支承轴5、着力轴6、锁紧弹簧7、摩擦盘8、配磨盘9、阳极营养液10、阳极电极碳毡11、发电酵池阳极室罩壳12。具体实施方式实施例1：如图1、图2、图3、图4所示的一种运动助力长效复合嗜热微生物发电装置，该发电装置由三个系统组成，分别是机械传动系统，摩擦发热系统和微生物发电系统；其中机械传动系统由凸轮结构1、传动结构4、着力轴6和集成有柔性护膝结构的支承轴5组成，其中凸轮结构1上还设置有与传动结构4连接的受力轴3、与摩擦发热系统的摩擦盘8固锁的从动齿轮2；摩擦发热系统包括透明材质的发电酵池阳极室罩壳12、从动齿轮2、被从动齿轮2驱动的六棱柱摩擦盘8、两端分别固定在摩擦盘8右侧和发电酵池阳极室罩壳12内壁的锁紧弹簧7、与摩擦盘8匹配的固定在发电酵池阳极室罩壳12中的配磨盘9、充斥在发电酵池阳极室罩壳12内的阳极营养液10；微生物发电系统外套封有一层隔热棉，其内由被质子交换膜隔开的两个功能室及分别连接两个功能室的电极组成，所述两个功能室分别是阳极室和阴极室，阴极室内还充斥有含赤血盐3g/L、KCl5.6g/L、Na2HPO4·12H2O18g/L、KH2PO43g/L的阴极液，两侧室内的电极均为碳纤维编纺的碳毡，其中阳极电极碳毡11上植入有两种不同微生物及其配套营养基，分别是：一、通过琼脂、胰蛋白胨混合营养基固化植入有以混合营养基总质量计菌浓度1×107cfu/g-1×109cfu/g的嗜热异养氨氧化细菌，二、通过琼脂、牛肉膏、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动助力长效复合嗜热微生物发电装置，其特征在于：该发电装置由三个系统组成，分别是机械传动系统，摩擦发热系统和微生物发电系统；其中机械传动系统由凸轮结构(1)、传动结构(4)、着力轴(6)和集成有柔性护膝结构的支承轴(5)组成，其中凸轮结构(1)上还设置有与传动结构(4)连接的受力轴(3)、与摩擦发热系统的摩擦盘(8)固锁的从动齿轮(2)；摩擦发热系统包括透明材质的发电酵池阳极室罩壳(12)、从动齿轮(2)、被从动齿轮(2)驱动的摩擦盘(8)、两端分别固定在摩擦盘(8)右侧和发电酵池阳极室罩壳(12)内壁的锁紧弹簧(7)、与摩擦盘(8)匹配的固定在发电酵池阳极室罩壳(12)中的配磨盘(9)、充斥在发电酵池阳极室罩壳(12)内的阳极营养液(10)；微生物发电系统外套封有一层隔热棉，其内由被质子交换膜隔开的两个功能室及分别连接两个功能室的电极组成，所述两个功能室分别是阳极室和阴极室，阴极室内还充斥有含赤血盐2.8g/L-3.2g/L、KCl 5.5g/L-6g/L、Na

【技术特征摘要】
1.一种运动助力长效复合嗜热微生物发电装置，其特征在于：该发电装置由三个系统组成，分别是机械传动系统，摩擦发热系统和微生物发电系统；其中机械传动系统由凸轮结构(1)、传动结构(4)、着力轴(6)和集成有柔性护膝结构的支承轴(5)组成，其中凸轮结构(1)上还设置有与传动结构(4)连接的受力轴(3)、与摩擦发热系统的摩擦盘(8)固锁的从动齿轮(2)；摩擦发热系统包括透明材质的发电酵池阳极室罩壳(12)、从动齿轮(2)、被从动齿轮(2)驱动的摩擦盘(8)、两端分别固定在摩擦盘(8)右侧和发电酵池阳极室罩壳(12)内壁的锁紧弹簧(7)、与摩擦盘(8)匹配的固定在发电酵池阳极室罩壳(12)中的配磨盘(9)、充斥在发电酵池阳极室罩壳(12)内的阳极营养液(10)；微生物发电系统外套封有一层隔热棉，其内由被质子交换膜隔开的两个功能室及分别连接两个功能室的电极组成，所述两个功能室分别是阳极室和阴极室，阴极室内还充斥有含赤血盐2.8g/L-3.2g/L、KCl5.5g/L-6g/L、Na2HPO4·12H2O17g/L-19g/L、KH2PO42.8g/L-3.2g/L的阴极液，两侧室内的电极均为碳纤维编纺的碳毡，其中阳极电极碳毡(11)上植入有两种不同微生物及其配套营养基，分别是：一、通过琼脂、胰蛋白胨混合营养基固化植入有以混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敬敏，周广红，
申请(专利权)人：追信数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37