一种碱性微生物电解制氢方法

摘要

本发明属于微生物电化学技术领域，旨在提供一种碱性微生物电解制氢方法。该方法包括：(1)在微生物燃料电池模式下启动电解池：在系统的闭合回路中接入电阻，当电压低时更换电解池中的溶液；持续更换直到电阻两端电压大于500mV，阳极启动完毕；(2)在微生物电解池模式下制氢：以不锈钢网或泡沫镍更换已启动电解池中的阴极，使整个电解池溶液处于厌氧状态利用直流电源在电解池阴阳极两端外加0.4～0.8V电压，使电解池在20～35℃下运行实现制氢。本发明能有效抑制甲烷产生，长时间连续运行或多批次运行，产出气体的甲烷含量小；成本低但仍能获得较高的产氢速率；在碱性环境下，有机物的利用率提高，系统产氢的稳定性提高。

主权项

一种碱性微生物电解制氢方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在微生物燃料电池模式下启动电解池：先按1∶1的体积比将有机废水与营养液A均匀混合，然后用碱性溶液调整混合液pH值为9～12，并按1克/升的比例加入有机物基质，得到混合液B；将混合液B加入电解池中，在系统的闭合回路中接入1000欧姆电阻，当电阻两端电压低于20mV时，用新的混合液B更换电解池中的溶液；持续更换反应器溶液直到电阻两端电压大于500mV，阳极启动完毕；(2)在微生物电解池模式下制氢：以不锈钢网或泡沫镍更换已启动电解池中的阴极，用盖板将电解池与空气隔离，使整个电解池溶液处于厌氧状态；使用碱性溶液调整营养液A的pH值为9～12，并按0.5～8克/升的比例加入有机物基质，然后将混合溶液加入到电解池里作为电解液；利用直流电源在电解池阴阳极两端外加0.4～0.8V电压，使电解池在20～35℃下运行实现制氢；所述营养液A的组成为：每升营养液中包括8.4g NaHCO3、0.31g NH4Cl、0.13gKCl、2ml微量元素溶液，余量为蒸馏水；所述微量元素溶液以水为溶剂，每升溶液中包括以下溶质：2mg生物素、2mg维生素B、10mg维生素B6、5mg核黄素、5mg硫胺、5mg烟酸、5mg维生素B3、0.1mg B‑12、5mg对氨基苯甲酸、5mg硫辛酸、1.5g NTA、3.0g MgSO4、0.5g MnSO4·H2O、1.0g NaCl、0.1g FeSO4·7H2O、0.1g CaCl2·2H2O、0.1g CoCl2·6H2O、0.13g ZnCl2、0.01g CuSO4·5H2O、0.01g AlK(SO4)2·12H2O、0.01g H3BO3、0.025g Na2MoO4、0.024g NiCl2·6H2O、0.025gNa2WO4·2H2O；所使用的电解池是由电池壳体、阳极和空气阴极构成的单室电解池，其阳极是由钛丝和活性炭纤维制成的活性碳刷，空气阴极是两面分别涂覆扩散层和颗粒活性炭催化层的碳布，并以扩散层朝向空气、活性炭催化层朝向电解液。