【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海水电池，尤其涉及一种用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法。
技术介绍
1、海洋强国的建设需要可以深入海洋或长期在海洋环境中工作的水下仪器，如果期望海洋探测设备能够稳定工作，其中的研究难点就是海洋能源供给，其中以天然海水为介质的海水电池体系是驱动水下设备工作的理想选择。
2、真实海洋环境条件复杂，海洋生物污损是海洋能源技术普遍存在的问题。海洋生物污损可以定义为污损生物在各类人造构筑物设施上发生附着聚集，并对人们的生产活动产生不利影响的现象。海洋生物污损可能引起设施材料腐蚀，还会造成船舶航行阻力增加、滨海电站冷源系统管路堵塞等而影响重要设施设备的正常功能，造成包括额外的能源消耗、高维护成本和增加腐蚀等重要经济损失。海洋生物污损因其影响的广泛性和防治复杂性，自人类从事海事活动以来便是海洋开发所面临的难题之一。
3、海水电池的性能主要受阳极、阴极以及环境因素的影响，目前对海水电池的研究主要集中在对阴阳极的研究上，阴极通常为海水电池性能高低的限制性因素。设计为开放体系的海水电池被要求于所应用海域长周期运行，开放体系给海水电池带来诸多优势，但同时也导致相比于其他电源，在实海测试和应用中海水电池因其开放结构不可避免地被海洋生物附着，其累积可能引起溶解氧和副产物传输障碍，进而导致阴极表面固体沉积物的形成和发展，微生物在电极表面的吸附、繁殖、生长、新陈代谢、死亡等，均会对电极产生一定的影响，不可避免地影响电池的放电性能，势必会影响运行稳定性，甚至可能导致不易察觉的安全隐患。尤其是在生产力较高海域，生物污
4、而目前针对此问题还未有直接的测试手段和实验证据，因此，设计和建立合理的针对实海应用的海水电池的生物污损试验方法，以保障不引入其他金属离子、不影响海洋污损生物正常生长以及试验的针对实海应用的实验室研究阶段的测试可靠性，从而研究评估海水电池阴极的海洋污损行为，对于推动海洋工程，改善海水电池结构，促进海水电池在实海中的应用，实现海洋水下电源的长期安全运行，从而推动海洋工程和海洋经济发展具有重要的经济和战略意义。
5、因此，针对于现有技术空白，本专利技术旨在提供一种用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，设计和建立合理的针对实海应用的具有开放结构的海水电池阴极的海洋生物污损试验方法，搭建一个生物环境-海水电池阴极体系，从而研究评估海水电池阴极的海洋污损行为，弥补本领域相关技术的缺失，为未来进一步提出改进措施，降低或减缓海水电池生物污损程度，保证长周期海水电池的运行稳定性及安全性打好前期试验基础，使得未来在实海应用场所中海洋探测设备稳定长期地工作。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，设计和建立合理的针对实海应用的具有开放结构的海水电池阴极的海洋生物污损试验方法，搭建一个生物环境-海水电池阴极体系，从而研究评估海水电池阴极的海洋污损行为，弥补本领域相关技术的缺失，为未来进一步提出改进措施，降低或减缓海水电池生物污损程度，保证长周期海水电池的运行稳定性及安全性打好前期试验基础，使得未来在实海应用场所中海洋探测设备稳定长期地工作。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，至少包括如下步骤：
4、第一步，制作用于承载海水电池阴极碳纸的固定结构，并将阴极碳纸固定在该固定结构上；
5、第二步，培养对数生长期的实验室海洋污损藻液；
6、第三步，将已装载海水电池阴极碳纸的装置浸入到对数生长期的海洋污损藻液中静置培养；
7、第四步，取出第三步处理后的海水电池阴极碳纸，测量污损情况，并通过测试评价污损对电池性能的影响。
8、作为本专利技术用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法的一种改进，第一步中固定结构的材质为热塑性亚克力，其包括主板和从所述主板的两侧向下且向内弯曲形成的勾形部。
9、作为本专利技术用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法的一种改进，固定结构的制备方法包括如下步骤：
10、第一步，将亚克力板裁剪至所需大小，并进行打磨处理。
11、第二步，对亚克力板进行弯曲定型，在加热装置内对热塑性亚克力板材进行加热处理，加热温度为80℃-150℃；
12、第三步，等待亚克力板达到所需温度变软后，将其从加热装置中取出，并迅速用弯曲工具进行弯曲操作，形成勾形部，静置待其完全自然冷却后再进行后续工作。
13、作为本专利技术用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法的一种改进，制作好固定结构后，裁剪相应大小的阴极碳纸，并滴涂诸如pt基催化剂等适用于以碳材料为基底的催化剂如铂炭催化剂，制成海水电池阴极；海水电池阴极自然干燥后将其和固定结构分别紫外灭菌，并将海水电池阴极置于固定结构中，催化剂一面暴露于环境。
14、作为本专利技术用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法的一种改进，第二步中，对数生长期的实验室海洋污损藻液的培养方法为：在灭菌过滤天然海水中加入灭菌的营养液母液，移取海洋污损藻种液，摇匀后封口，光照条件下培养2～5天，每天固定时间摇晃1～3次，不同方向轻柔摇晃5～8次，摇匀即可，得到所述对数生长期的实验室培养海洋污损藻液。
15、作为本专利技术用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法的一种改进，海洋污损藻种液与对数生长期的实验室培养海洋污损藻液的体积比为1:(5～7)。
16、作为本专利技术用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法的一种改进，海洋污损藻种液为小新月菱形藻或三角褐指藻，营养液母液为f/2含硅藻类培养液。
17、作为本专利技术用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法的一种改进，第三步中，静置培养条件为：温度15～20℃，光暗比12:12，光照强度3000～4000lx，培养时间1～14天。
18、作为本专利技术用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法的一种改进，第四步的具体步骤为：
19、1)在浸泡培养期间记录藻液紫外吸光度和体系ph值；
20、2)取出浸泡相应天数的海水电池阴极，用预冷无菌人工海水轻柔冲洗3遍；
21、3)对取出的海水电池阴极进行表征，以确定海水电池阴极污损情况，该表征包括扫描电镜测试、共聚焦显微镜测试、荧光显微镜测试等一系列表征。
22、4)对取出的海水电池阴极进行电化学测试，所述电化学测试包括循环伏安测试、线性扫描伏安测试、交流阻抗测试和恒流放电测试，以评价污损对电池性能的影响。
23、作为本专利技术用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法的一种改进，荧光显微镜测试的具体方法为：采用倒置荧光显微镜观察表面的附着情况，取海水电池阴极试样表面n个点拍摄荧光照片，通过图像处理软件计算海洋污损藻类的附着面积并取平均值，得到附着面积平均值和荧光强度。
【技术保护点】
1.一种用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于：第一步中固定结构的材质为热塑性亚克力，其包括主板和从所述主板的两侧向下且向内弯曲形成的勾形部。
3.根据权利要求2所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于，固定结构的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于：制作好固定结构后，裁剪相应大小的阴极碳纸，并滴涂催化剂，制成海水电池阴极；海水电池阴极自然干燥后将其和固定结构分别紫外灭菌，并将海水电池阴极置于固定结构中，催化剂一面暴露于环境。
5.根据权利要求1所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于：第二步中，对数生长期的实验室海洋污损藻液的培养方法为：在灭菌过滤天然海水中加入灭菌的营养液母液，移取海洋污损藻种液，摇匀后封口，光照条件下培养2～5天，每天固定时间摇晃1～3次，不同方向轻柔摇晃5～8次，摇匀即可，得到所述对数生长期的实验室培
6.根据权利要求5所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于：海洋污损藻种液与对数生长期的实验室培养海洋污损藻液的体积比为1:(5～7)。
7.根据权利要求5所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于：海洋污损藻种液为小新月菱形藻或三角褐指藻，营养液母液为F/2含硅藻类培养液。
8.根据权利要求1所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于：第三步中，静置培养条件为：温度15～20℃，光暗比12:12，光照强度3000～4000lx，培养时间1～14天。
9.根据权利要求1所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于，第四步的具体步骤为：
10.根据权利要求9所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于，荧光显微镜测试的具体方法为：采用倒置荧光显微镜观察表面的附着情况，取海水电池阴极试样表面n个点拍摄荧光照片，通过图像处理软件计算海洋污损藻类的附着面积并取平均值，得到附着面积平均值和荧光强度。
...【技术特征摘要】
1.一种用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于：第一步中固定结构的材质为热塑性亚克力，其包括主板和从所述主板的两侧向下且向内弯曲形成的勾形部。
3.根据权利要求2所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于，固定结构的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于：制作好固定结构后，裁剪相应大小的阴极碳纸，并滴涂催化剂，制成海水电池阴极；海水电池阴极自然干燥后将其和固定结构分别紫外灭菌，并将海水电池阴极置于固定结构中，催化剂一面暴露于环境。
5.根据权利要求1所述的用于测试海洋生物污损对海水电池影响的方法，其特征在于：第二步中，对数生长期的实验室海洋污损藻液的培养方法为：在灭菌过滤天然海水中加入灭菌的营养液母液，移取海洋污损藻种液，摇匀后封口，光照条件下培养2～5天，每天固定时间摇晃1～3次，不同方向轻柔摇晃5～8次，摇匀即可，得到所述对...
【专利技术属性】
技术研发人员：凌国维，张若天，张辰，孟蓉炜，刘颖馨，王佳乐，唐全骏，施博微，潘子一，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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