用于细菌燃料电池和细菌电解电池中的电极以及采用该电极的细菌燃料电池和细菌电解电池制造技术

一种细菌燃料电池，包括：与要被净化的液体液体连通的多个阳极和多个阴极，所述多个阳极和所述多个阴极均包括：布置成电耦合电路中的负载两端的金属电导体；以及至少在所述金属电导体和所述要被净化的液体之间的导电涂层，所述导电涂层用于使所述液体和所述电导体彼此相对密封。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及生物电化学装置，更具体而言涉及细菌燃料电池和细菌电解电池。
技术介绍
以下出版物被认为代表当前的现有技术Microbial Fuel Cells :Methodology and Technology, Bruce E.Logan et al, Environ.Sci. Technol.，40(17)，5181-5192，2006.Microbial Fuel Cells-Challenges and Applications, Bruce E. Logan & John M. Regan, Environ Sci. Tech. , Vol.40,17Stefano Freguia, Korneel Rabaey, Zhiguo Yuan, Jurg Keller, Non-catalyzed cathodic oxygen reduction at graphite granules in microbial fuel eelIs, Electrochimica Acta 53(2007)598-603Hong Liu et al. ,Quantification of the internal resistance distribution in microbial fuel cells, Environmental Science and Technology美国公开专利申请2007025921
技术实现思路
本专利技术试图提供改进的生物电化学装置，更具体而言提供改进的细菌燃料电池和细菌电解电池。于是根据本专利技术的优选实施例提供了一种细菌燃料电池，包括与要被净化的液体液体连通的多个阳极和多个阴极，所述多个阳极和所述多个阴极均包括布置成电耦合电路中的负载两端的金属电导体；以及至少在所述金属电导体和所述要被净化的液体之间的导电涂层，所述导电涂层用于使所述液体和所述电导体彼此相对密封。于是根据本专利技术的另一优选实施例提供了一种细菌燃料电池，包括与要被净化的液体液体连通的多个阳极和多个阴极，所述多个阳极和所述多个阴极均包括布置成电耦合电路中的负载两端的金属电导体；以及至少在所述金属电导体和所述要被净化的液体之间的导电涂层，所述导电涂层用于使所述液体和所述电导体彼此相对密封，至少两个所述阴极彼此相邻布置并且由填充了含氧气体的间隙彼此分隔开。根据本专利技术的优选实施例，细菌燃料电池还包括至少一个表面，适于在其表面上进行生物膜生长，所述表面与所述液体液体连通并且通过所述导电涂层与所述金属电导体电连通。优选地，适于生物膜生长的所述至少一个表面是由覆盖所述导电涂层的表面的织物(fabric)界定的。根据本专利技术的优选实施例，所述金属电导体是带涂层的金属电导体，所述导电涂层包括形成到所述金属电导体上的导电涂层。此外或备选地，导电涂层包括导电片。优选地，所述多个阴极中的至少一个阴极的所述导电涂层包括能透水的导电片。优选地，所述多个阴极中的至少一个阴极的所述带涂层的金属电导体是能透水的。优选地，所述多个阴极中的至少一个阴极包括附着层。更优选地，所述附着层是由塑料织物形成的。根据本专利技术的优选实施例，在所述多个阳极与阴极中形成孔，并且细菌燃料电池包括相邻的阴极界定的导管以及相邻的所述阴极与所述阳极之间界定的容积，提供了要被净化的所述液体与所述多个阳极与所述多个阴极的连通，所述孔提供所述导管和所述容积之间要被净化的所述液体的连通。根据本专利技术的优选实施例，所述多个阳极和阴极被形成为压纹(embossed)元件。 优选地，所述多个阳极和阴极被密封在一起。根据本专利技术的另一优选实施例，还提供了一种细菌电解电池，包括与位于槽中的要被净化的液体液体连通的多个阳极和阴极，所述槽包括用于接收要被净化的水的入口 ； 用于输出净化水的出口 ；以及用于氢气的出口，所述多个阳极和阴极经由电源两端的电路连接，阳极和阴极中的至少一个包括布置成电耦合于电路中的金属电导体，以及至少在所述金属电导体和所述电池中液体之间的导电涂层，所述导电涂层用于使所述液体和所述电导体彼此相对密封。根据本专利技术的优选实施例，细菌电解电池还包括至少一个表面，适于在其表面上进行生物膜生长，所述表面与所述液体液体连通并且通过所述导电涂层与所述金属电导体电连通。根据本专利技术的优选实施例，所述多个阴极均还包括与所述导电涂层相邻的透氧不透液层，其中所述透氧不透液层暴露于含氧气体。优选地，所述透氧不透液层包括导电片。 或者，所述透氧不透液层由硅酮橡胶形成。优选地，所述多个阳极中的至少一个阳极的所述金属电导体是箔形式的。优选地，所述金属电导体是线栅形式的。或者，所述金属电导体是带孔 (perforated)平面元件形式的。或者，所述金属电导体是大致平行的导线阵列形式的。根据本专利技术的另一优选实施例，还提供了一种用于细菌燃料电池和电解电池中的至少一种中的电极，所述电极包括布置成电耦合在电路中的金属电导体；以及至少在所述金属电导体和所述电池中液体之间的导电涂层，所述导电涂层用于使所述液体和所述电导体彼此相对密封。根据本专利技术的优选实施例，该电极包括至少一个表面，适于在其表面上进行生物膜生长，所述表面与所述液体液体连通并且通过所述导电涂层与所述金属电导体电连通。优选地，导电涂层适于在其表面上生长生物膜。根据本专利技术的优选实施例，适于生物膜生长的所述至少一个表面是由多个由导电塑料形成且从所述带涂层的金属电导体大致沿径向向外延伸的细长元件的圆柱表面界定的。优选地，所述带涂层的金属电导体被扭转，以将所述多个细长元件中的多个保持在沿其细长维度的束中。优选地，所述细长元件是电导率小于所述带涂层的金属电导体的非金属电导体。优选地，所述细长元件由导电塑料形成。或者，所述细长元件由石墨纤维形成。根据本专利技术的优选实施例，适于生物膜生长的所述至少一个表面是由多个由导电塑料形成的稀疏缠绕的螺旋元件围绕且从所述带涂层的金属电导体大致沿径向向外延伸的叶片元件界定的。根据本专利技术的优选实施例，适于生物膜生长的所述至少一个表面是由带涂层的金属电导体周围的导电塑料形成的圆柱形元件界定的。优选地，所述带涂层的金属电导体是导线形式的。或者，所述带涂层的金属电导体是电缆形式的。或者，所述带涂层的金属电导体是棒形式的。根据本专利技术的优选实施例，适于生物膜生长的所述至少一个表面是由覆盖导电涂层表面的织物界定的。根据本专利技术的优选实施例，导电涂层包括导电片。优选地，所述金属电导体是箔形式的。或者，所述金属电导体是线栅形式的。或者， 所述金属电导体是带孔平面元件形式的。或者，所述金属电导体是大致平行的导线阵列形式的。优选地，所述金属电导体由铜或铝形成。优选地，导电涂层由导电塑料形成。 附图说明通过下文结合附图给出的详细说明，本专利技术将得到更充分的理解和认识，附图中图1是根据本专利技术优选实施例构造和工作的细菌燃料电池的简化图示；图2A、2B、2C和2D是根据本专利技术优选实施例构造和工作的电极四个备选实施例的简化图示，可用于细菌燃料电池和细菌电解电池中；图3AJB和3C是根据本专利技术优选实施例构造和工作的阴极三个备选实施例的简化图示，可用于细菌燃料电池中；图4A、4B和4C是根据本专利技术另一优选实施例构造和工作的阴极三个备选实施例的简化图示，可用于细菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种细菌燃料电池，包括：与要被净化的液体液体连通的多个阳极和多个阴极，所述多个阳极和所述多个阴极均包括：布置成电耦合在电路中的负载两端的金属电导体；以及至少在所述金属电导体与所述要被净化的液体之间的导电涂层，所述导电涂层用于使所述液体和所述电导体彼此相对密封。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·I·谢克特尔，
申请(专利权)人：埃墨伏希有限公司，
类型：发明
国别省市：IL