一种光合微生物燃料电池

摘要

一种光合微生物燃料电池，属于微生物燃料电池技术领域。光合微生物燃料电池由阴极、阳极两个电极室构成，通过质子交换膜连接，每个电极室装入定量的阳极室和阴极室溶液，光合微生物吸附在阳极表面，降解有机废物及重金属废水，同时进行光合作用，释放出电子和质子。光合微生物将电子转移给阳极，质子通过质子交换膜进入阴极，与空气中的氧结合生成水。电极间的电子转移使电极间产生电压，为外部电路供能。其优点在于：无需添加电子转移介体，无需通过外部动力来提高阴极表面的氧气含量，阳极无需另外添加养料在培养光合微生物(藻类、光合细菌)的同时产生电能，电池结构简单。阳极加入废水既提高电能，利于光合微生物的生长繁殖，节约成本，又能解决部分污染，生产氢气和甲烷。

主权项

一种光合微生物燃料电池，其特征包括阴极室(10)和阳极室(9)，阴极室(10)和阳极室(9)通过质子交换膜(6)连接，质子交换膜与两极室之间夹有真空垫(5)以保持密封；阴阳极室均带有通气口(2)、进料口(7)及取样口(8)，阴阳极室上部均开口暴露于空气中形成好氧状态；阳极室带有取气口(1)，收取H2、CH4；阳极室内的石墨电极(11)与阴极室内石墨电极(12)通过导线与外部负载电阻(3)连接；阴阳极室装入阴极缓冲液，阳极室装入阳极缓冲液及培养基；石墨电极预先放入培养皿中进行光合微生物富集，形成成熟生物膜后，将吸附光合微生物(4)，形成成熟生物膜的阳极插入阳极室；有机废物及重金属废水由阳极室的进料口加入，铁氰化钾由阴极进料口加入；其中光合微生物(4)是指小球藻、螺旋藻、鱼腥藻以及光合细菌中的一种或其组合；光合细菌为Rhodobactersphaeroides，Rhodobacter palustris，Rhodobacter Capsulatus，Rhodospirillum rubrum。