專利名稱：以藍(lán)藻為能量來(lái)源的微生物燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種以藍(lán)藻為能量來(lái)源的微生物燃料電池即藍(lán)藻電池，其作用原理為利 用微生物細(xì)菌(藍(lán)藻)通過(guò)生物質(zhì)產(chǎn)生生物電能。屬綠色環(huán)保新能源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微生物燃料電池(MFC)利用微生物細(xì)菌通過(guò)生物質(zhì)產(chǎn)生生物電能，是一種綠色環(huán) 保新能源技術(shù)。能源短缺是一個(gè)當(dāng)前全球面臨的難題，MFC的研發(fā)和應(yīng)用有可能會(huì)為解決 這一難題提供有效的途徑和方法。早在1910年英國(guó)Potter就發(fā)現(xiàn)了微生物產(chǎn)電的現(xiàn)象，近年來(lái)有關(guān)MFC的研發(fā)已 成為能源開(kāi)發(fā)的新熱點(diǎn)。在MFC的研究中，提供能量來(lái)源的微生物產(chǎn)電菌是研究人員重點(diǎn) 關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域和研發(fā)對(duì)象，目前已發(fā)現(xiàn)的典型產(chǎn)電菌有酵母菌、大腸桿菌和希瓦氏腐敗 菌等多種微生物。但這些產(chǎn)電菌在應(yīng)用于MFC時(shí)大多需要菌種培養(yǎng)、富集和提供相應(yīng)的存 活條件，因而目前MFC多限于實(shí)驗(yàn)室研究，尚不能實(shí)際應(yīng)用。藍(lán)藻作為古老生物生物物種之一，廣泛存在于地球上大多數(shù)區(qū)域且數(shù)量眾多，作 為一種能量來(lái)源，似有巨大的資源儲(chǔ)量。已有多篇報(bào)道在MFC技術(shù)中應(yīng)用藻類，但都認(rèn)為藻 類產(chǎn)電依賴于其光合作用，通常需添加膽紅素氧化酶等催化劑，在無(wú)光照時(shí)不能產(chǎn)生電能 輸出。但本發(fā)明中的藍(lán)藻電池，直接應(yīng)用太湖野生藍(lán)藻或提純后的標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)藻，無(wú)論有無(wú)光照 都能產(chǎn)生電能輸出，有可能在太湖等藍(lán)藻多發(fā)水域形成新能源基地。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種以藍(lán)藻為能量來(lái)源的微生物燃料電池(MFC) 即藍(lán)藻電池，該藍(lán)藻電池具有取材天然、資源豐富、輸出穩(wěn)定、成本低廉、不依賴陽(yáng)光、對(duì)環(huán) 境無(wú)不利影響等優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)方案本發(fā)明為一種藍(lán)藻電池即以藍(lán)藻為能量來(lái)源的微生物燃料電池，該藍(lán) 藻電池以雙室結(jié)構(gòu)的電池盒為主體，在該雙室結(jié)構(gòu)的電池盒中設(shè)有離子交換膜，由該離子 交換膜隔開(kāi)雙室結(jié)構(gòu)的電池盒的內(nèi)部空間，構(gòu)成藍(lán)藻電池的陽(yáng)極室和陰極室，在陽(yáng)極室中 設(shè)有陽(yáng)極電極，在陰極室中設(shè)有陰極電極。所述的生物燃料電池的陽(yáng)極電極、陰極電極由碳布、碳?xì)?、金屬或其他?dǎo)電材料構(gòu) 成。所述的生物燃料電池的陽(yáng)極室內(nèi)充灌藍(lán)藻液，由標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)藻液或野生藍(lán)藻液構(gòu)成。所述的藍(lán)藻電池的陰極室內(nèi)充灌導(dǎo)電液，該導(dǎo)電液由大于2. Omol/L的NaCl溶液 或?yàn)V除藍(lán)藻后藍(lán)藻濃度不大于102個(gè)/升的湖泊原水構(gòu)成。該藍(lán)藻電池的陽(yáng)極室充灌藍(lán)藻液，陰極室充灌導(dǎo)電液，并通過(guò)適當(dāng)?shù)倪B接即產(chǎn)生 電能輸出，驅(qū)動(dòng)外部電路負(fù)載。有益效果本發(fā)明所述的一種藍(lán)藻電池即以藍(lán)藻為能量來(lái)源的微生物燃料電池， 將廣泛存在于地球上大多數(shù)區(qū)域且數(shù)量眾多的古老生物生物物種之一的藍(lán)藻作為一種發(fā)電能量來(lái)源，資源儲(chǔ)量巨大，取材天然、資源豐富、輸出穩(wěn)定、成本低廉、不依賴陽(yáng)光、對(duì)環(huán)境 無(wú)不利影響等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為一種藍(lán)藻電池的示意圖。圖中有雙室結(jié)構(gòu)的電池盒1，陽(yáng)極電極2，陰極電 極3，離子交換膜4，陽(yáng)極室5，陰極室6，外部電路負(fù)載7。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，如圖1所示的藍(lán)藻電池在雙室結(jié)構(gòu)的電池盒1中的陽(yáng)極電極2和陰極電 極3均由面積為10X 5cm2的碳布構(gòu)成，在陽(yáng)極室5中充灌濃度為107個(gè)/升的標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)藻液， 陰極室6中充灌濃度為大于2. Omol/L的NaCl溶液或?yàn)V除藍(lán)藻后藍(lán)藻濃度不大于102個(gè)/ 升的湖泊原水，陽(yáng)極室5和陰極室6由離子交換膜4隔離，外部電路負(fù)載7為阻值為lk' Q 的電阻，其輸出電壓為0. 8V，電流為0. 8mA。實(shí)施例2，如圖1所示的藍(lán)藻電池在雙室結(jié)構(gòu)的電池盒1中的陽(yáng)極電極2由 10X5X0. 01cm3的不銹鋼板構(gòu)成，陰極電極3由10X5X0. 01cm3的鋁板構(gòu)成，在陽(yáng)極室5 中充灌濃度為107個(gè)/升的太湖野生藍(lán)藻液，陰極室6中充灌濃度為濾除藍(lán)藻后藻濃度為 102個(gè)/升的太湖原水，陽(yáng)極室5和陰極室6由離子交換膜4隔離，外部電路負(fù)載7為阻值 為lk' Q的電阻，其輸出電壓為0.88V，電流為0.88mA。
權(quán)利要求
一種以藍(lán)藻為能量來(lái)源的微生物燃料電池，其特征在于該生物燃料電池以雙室結(jié)構(gòu)的電池盒(1)為主體，在該雙室結(jié)構(gòu)的電池盒(1)中設(shè)有離子交換膜(4)，由該離子交換膜(4)隔開(kāi)雙室結(jié)構(gòu)的電池盒(1)的內(nèi)部空間，構(gòu)成藍(lán)藻電池的陽(yáng)極室(5)和陰極室(6)，在陽(yáng)極室(5)中設(shè)有陽(yáng)極電極(2)，在陰極室(6)中設(shè)有陰極電極(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以藍(lán)藻為能量來(lái)源的微生物燃料電池，其特征在于所述的生 物燃料電池的陽(yáng)極電極(2)、陰極電極(3)由碳布、碳?xì)?、金屬或其他?dǎo)電材料構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以藍(lán)藻為能量來(lái)源的微生物燃料電池，其特征在于所述的生 物燃料電池的陽(yáng)極室(5)內(nèi)充灌的藍(lán)藻液，由藍(lán)藻濃度不小于IO3個(gè)/升的標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)藻液或 野生藍(lán)藻液構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以藍(lán)藻為能量來(lái)源的微生物燃料電池，其特征在于所述的藍(lán) 藻電池的陰極室(6)內(nèi)充灌導(dǎo)電液，該導(dǎo)電液由大于2. Omol/L的NaCl溶液或?yàn)V除藍(lán)藻后 藍(lán)藻濃度不大于IO2個(gè)/升的湖泊原水構(gòu)成。
全文摘要
一種以藍(lán)藻為能量來(lái)源的微生物燃料電池(MFC)，該生物燃料電池以雙室結(jié)構(gòu)的電池盒(1)為主體，在該雙室結(jié)構(gòu)的電池盒(1)中設(shè)有離子交換膜(4)，由該離子交換膜(4)隔開(kāi)雙室結(jié)構(gòu)的電池盒(1)的內(nèi)部空間，構(gòu)成藍(lán)藻電池的陽(yáng)極室(5)和陰極室(6)，在陽(yáng)極室(5)中設(shè)有陽(yáng)極電極(2)，在陰極室(6)中設(shè)有陰極電極(3)。該藍(lán)藻電池的陽(yáng)極室(5)充灌藍(lán)藻液，陰極室(6)充灌導(dǎo)電液，并通過(guò)適當(dāng)?shù)倪B接即產(chǎn)生電能輸出，驅(qū)動(dòng)外部電路負(fù)載(7)。生物燃料電池的陽(yáng)極電極(2)、陰極電極(3)由碳布、碳?xì)帧⒔饘倩蚱渌麑?dǎo)電材料構(gòu)成。
文檔編號(hào)H01M8/16GK101944624SQ201010277559
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者吳巍, 尹立紅, 浦躍樸 申請(qǐng)人:東南大學(xué)