自偏压并可持续的微生物电氢解装置

摘要

本发明提供一种混合型光电化学和微生物燃料电池装置，其包括：在水性电解质溶液中具有n型TiO₂光阳极和Pt对电极的单室光电化学装置；和具有被阳离子交换膜分隔的阳极室和阴极室的双室微生物燃料电池，其中阳极室包含碳阳极和微生物，阴极室包含载Pt碳阴极，碳阳极与Pt对电极电连接，碳阴极与TiO₂光阳极电连接，一个光源在光阳极处产生光激发电子-空穴对，所述空穴将水氧化为氧，其中阴极室中溶解的氧被还原，微生物氧化并产生生物电子，其中生物电子被转移至Pt电极并还原质子以形成氢气。

主权项

一种混合型光电化学和微生物燃料电池装置，该装置包括：a.一个单室光电化学装置，其中所述单室光电化学装置包括在水性电解质溶液中的n型TiO₂光阳极和Pt对电极；b.一个双室微生物燃料电池装置，其中：所述双室微生物燃料电池装置包括一个阳极室和一个阴极室；所述阳极室与阴极室被阳离子交换膜分隔；所述阳极室包含碳阳极，所述阴极室包含载Pt碳阴极；所述阳极室包含微生物；所述碳阳极与所述Pt对电极电连接；所述载Pt碳阴极与所述TiO₂光阳极电连接；一个光源在所述TiO₂光阳极处产生光激发电子‑空穴对，所述电子‑空穴对在所述TiO₂光阳极与所述电解质溶液界面处被电场分离；所述空穴将水氧化为氧；电子从所述TiO₂光阳极流向所述载Pt碳阴极；所述阴极室中溶解的氧被还原；所述微生物氧化并产生生物电子；所述生物电子被转移至所述Pt电极并将质子还原以形成氢气。