一种微生物燃料电池制造技术

本实用新型专利技术的实施例提供了一种微生物燃料电池，所述微生物燃料电池包括依次紧固设置在一起的前端板、阳极集电器、阳极板、阳极、第一密封垫、质子交换膜、第二密封垫、阴极以及后端板，其中，阳极、质子交换膜、阴极为通过第一密封垫和第二密封垫之间的第二容置腔和第三容置腔紧贴实现相互紧邻贴近，减小了质子在溶液中从阳极迁移至阴极的转移路径，从而减少了质子从阳极迁移至阴极的时间，提高了微生物燃料电池内的反应速率，降低了微生物燃料电池的内部电阻，提高了微生物燃料电池的产电性能。提高了微生物燃料电池的产电性能。提高了微生物燃料电池的产电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物燃料电池


[0001]本技术涉及燃料电池的
，特别是涉及一种微生物燃料电池。

技术介绍

[0002]微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，简称MFC)是一种以特殊微生物作为电化学反应催化剂，可直接将水样中可降解有机物中的化学能转化为电能的装置。MFC在构型上可分为单室型、双室型和多室型。单室型MFC只由一个电极腔室构成，该电极腔室为阳极室，一般采用质子交换膜将阳极和阴极分隔开；双室MFC则由两个电极腔室构成，一个为阳极室(厌氧)，一个为阴极室(与空气接触)，在阳极室中，有机物在微生物的作用下发生氧化反应，生成质子，电子则被转移至阳极上；阳极室和阴极室之间用质子交换膜分隔开，外部通过导线将阴阳极串联起来构成循环电路；在阴极上，电子通过外电路、质子通过质子交换膜分别达到阴极，与氧气化合形成水。
[0003]相关技术中，目前微生物燃料电池的输出性能距离实际应用还有很大的差距，其中一个重要的限制因素即是微生物燃料电池微生物的构造。微生物燃料电池的构造对性能的影响表现在：阳极和阴极的间距过大，质子从阳极迁移至阴极的时间会增加，影响反应的效率，进而影响电池的输出性能。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本技术的目的是提供一种微生物燃料电池，用于解决了相关技术中阳极和阴极的间距过大，质子从阳极迁移至阴极的时间会增加，影响反应的效率，进而影响电池的输出性能的技术问题。
[0005]本技术的实施例采用了如下技术方案：
[0006]本技术提供了一种所述微生物燃料电池，包括：
[0007]前端板；
[0008]阳极集电器，紧邻所述前端板设置；
[0009]阳极板，具有第一容置腔，所述阳极集电器设置于所述第一容置腔内；
[0010]阳极，位于所述阳极板远离所述前端板的一侧，紧邻所述阳极板设置，且紧贴所述阳极集电器的端部；
[0011]第一密封垫，位于所述阳极远离所述阳极板的一侧，且紧贴所述阳极，具有第二容置腔；
[0012]质子交换膜，位于所述第一密封垫远离所述阳极的一侧，且紧贴所述第一密封垫；
[0013]第二密封垫，位于所述质子交换膜远离所述第一密封垫的一侧，且紧贴所述质子交换膜；
[0014]阴极，位于所述第二密封垫远离所述质子交换膜的一侧，且紧贴所述第二密封垫；以及
[0015]后端板，位于所述阴极远离所述第二密封垫的一侧，且紧贴所述第二密封垫；
[0016]其中，所述前端板、所述阳极板、所述第一密封垫、所述第二密封垫以及所述后端板依次连接在一起。
[0017]在本申请的一些实施例中，所述阳极板包括：
[0018]阳极板本体，所述第一容置腔位于其上，其两侧分别紧邻所述前端板以及所述阳极：
[0019]阳极板液体进口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通，用于供阳极液进入所述第一容置腔内；
[0020]阳极板液体出口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通，用于将所述阳极液排出；
[0021]阳极板参比电极插口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通；
[0022]以及
[0023]阳极板排渣口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通，用于排出阳极液中携带的杂质；
[0024]其中，所述阳极板液体进口、阳极板液体出口、阳极板参比电极插口以及阳极板排渣口分别位于所述阳极板本体的不同的侧面上。
[0025]在本申请的一些实施例中，所述阳极板液体出口与所述阳极板参比电极插口在所述第一容置腔处相切，并与所述第一容置腔的上端相连，所述阳极板液体进口和阳极板排渣口分别与所述第一容置腔的底端相连。
[0026]在本申请的一些实施例中，还包括：
[0027]阳极导件，两侧面分别紧贴所述前端板以及所述阳极板；
[0028]阴极导件，两侧面分别紧贴所述阴极以及所述后端板。
[0029]在本申请的一些实施例中，还包括：
[0030]阴极板，位于所述后端板和所述阴极之间，具有第二容置腔；
[0031]阴极集电器，位于所述第二容置腔内，且端部紧贴所述阴极。
[0032]在本申请的一些实施例中，所述阴极板的结构与所述阳极板的结构相同，且所述阳极板的厚度大于所述阴极板的厚度，所述第一容置腔和所述第二容置腔的横截面均为带圆角的正方形。
[0033]在本申请的一些实施例中，所述阴极集电器和所述阳极集电器均为石墨板。
[0034]在本申请的一些实施例中，所述石墨板的一个表面有至少两个朝外延伸的背脊，相邻所述背脊之间形成沟槽，所述背脊的端部紧贴所述阴极或所述阳极。
[0035]在本申请的一些实施例中，所述背脊和所述沟槽的流场的开孔率的取值范围为40％～70％；所述沟槽的宽度与所述背脊的宽度之比的范围为1：1.2～2.0。
[0036]在本申请的一些实施例中，所述前端板、所述阴极板、所述阳极板和后端板均采用有机玻璃材料制成。
[0037]相比于现有技术，本技术的实施例的有益效果在于：
[0038]本技术的实施例的所述微生物燃料电池，所述微生物燃料电池包括依次紧固设置在一起的前端板、阳极集电器、阳极板、阳极、第一密封垫、质子交换膜、第二密封垫、阴极以及后端板，其中，阳极、质子交换膜、阴极为通过第一密封垫和第二密封垫之间的第二容置腔和第三容置腔紧贴实现相互紧邻贴近，减小了质子在溶液中从阳极迁移至阴极的转
移路径，从而减少了质子从阳极迁移至阴极的时间，提高了微生物燃料电池内的反应速率，降低了微生物燃料电池的内部电阻，提高了微生物燃料电池的产电性能。另外，采用石墨板作为集电器，石墨板设置于阳极集电器的腔体内，并与阳极相互紧贴，能够起到固定阳极的作用；同时，石墨的导电性高，生物相容性好，在作为集电器降低微生物燃料电池内阻的同时，也能够作为阳极的延伸，进一步提高微生物的附着量。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0040]图1是本技术提供的一种单室型微生物燃料电池的结构示意图；
[0041]图2是本技术提供的一种双室型微生物燃料电池的结构示意图；
[0042]图3是本技术提供的一种微生物燃料电池的阳极板的结构示意图；
[0043]图4是本技术提供的一种微生物燃料电池的阴极板的结构示意图；
[0044]图5是本技术提供的一种微生物燃料电池的石墨板的结构示意图。
[0045]其中：
[0046]1、前端板、2、阳极板；3、阳极；4、质子交换膜；5、阴极；6、后端板；71、阳极导件；72、阴极导件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微生物燃料电池，其特征在于，包括：前端板；阳极集电器，紧邻所述前端板设置；阳极板，具有第一容置腔，所述阳极集电器设置于所述第一容置腔内；阳极，位于所述阳极板远离所述前端板的一侧，紧邻所述阳极板设置，且紧贴所述阳极集电器的端部；第一密封垫，位于所述阳极远离所述阳极板的一侧，且紧贴所述阳极，具有第二容置腔；质子交换膜，位于所述第一密封垫远离所述阳极的一侧，且紧贴所述第一密封垫；第二密封垫，位于所述质子交换膜远离所述第一密封垫的一侧，且紧贴所述质子交换膜，具有第三容置腔；阴极，位于所述第二密封垫远离所述质子交换膜的一侧，且紧贴所述第二密封垫；以及后端板，位于所述阴极远离所述第二密封垫的一侧，且紧贴所述第二密封垫；其中，所述阳极集电器为石墨板，所述前端板、所述阳极板、所述第一密封垫、所述第二密封垫以及所述后端板依次连接在一起。2.根据权利要求1所述的微生物燃料电池，其特征在于，所述阳极板包括：阳极板本体，所述第一容置腔位于其上，其两侧分别紧邻所述前端板以及所述阳极：阳极板液体进口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通，用于供阳极液进入所述第一容置腔内；阳极板液体出口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通，用于将所述阳极液排出；阳极板参比电极插口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通；以及阳极板排渣口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通，用于排出阳极液中携带的杂质；其中，所述阳极板液体进口、阳极板液体出口、阳极板参比电极插口以及阳极板排渣口分别位于所述阳极板本体的不同的侧面上。3.根据权利要求2所述的微生物燃料电池，其特征在于，所述阳极板液体出口与所述阳极板参比电极插口在所述第一容置腔处相切，并与所述第一容置腔的上端相连，所述阳极板液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌宇祥，于广平，唐嘉丽，
申请(专利权)人：广州工业智能研究院，
类型：新型
国别省市：