專利名稱：一種微生物燃料電池容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池容器，具體來說，涉及一種微生物燃料電池容器。
背景技術(shù)：
微生物燃料電池是一種利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。微生物燃料電池的基本工作原理是在陽極室厭氧環(huán)境下，有機(jī)物在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì)子，電子依靠合適的電子傳遞介體在生物組分和陽極之間進(jìn)行有效傳遞，并通過外電路傳遞到陰極形成電流，而質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳遞到陰極，氧化劑(一般為氧氣)在陰極得到電子被還原與質(zhì)子結(jié)合成水。用于盛放微生物燃料的容器通常采用雙室型，即微生物燃料電池容器包括陽極室和陰極室。例如“H”形的微生物燃料電池容器，在陽極室和陰極室之間設(shè)置一個通道，該通道分別連接陽極室和陰極室，同時，該通道中設(shè)置有半透膜。陽極室和陰極室均為長方體構(gòu)型，所以陽極室和陰極室中有多處直角，不方便實驗后清洗。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種微生物燃料電池容器，使用該結(jié)構(gòu)的電池容器結(jié)構(gòu)牢靠，清洗便利。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種微生物燃料電池容器，包括陽極室、陰極室、質(zhì)子交換膜、緊固裝置、呈框形的第一橡膠墊和呈框形的第二橡膠墊；陽極室包括設(shè)有第一注入孔的第一頂板、第一底板、呈弧面的第一室壁,第一頂板和第一底板相互平行，第一室壁固定連接在第一頂板和第一底板之間，陽極室的一側(cè)為開口，第一橡膠墊沿著陽極室的開口固定在陽極室的側(cè)壁上；陰極室包括設(shè)有第二注入孔的第二頂板、第二底板和呈弧面的第二室壁，第二頂板和第二底板相互平行，第二室壁固定連接在第二頂板和第二底板之間，陰極室的一側(cè)為開口，第二橡膠墊沿著陰極室的開口固定于陰極室的側(cè)壁上；質(zhì)子交換膜嵌至于第一橡膠墊和第二橡膠墊之間；緊固裝置連接陽極室和陰極室，使第一橡膠墊和第二橡膠墊相貼合。進(jìn)一步，所述的微生物燃料電池容器，還包括第一封蓋和第二封蓋，第一封蓋與第一注入孔連接，第二封蓋與第二注入孔連接。進(jìn)一步，所述的第一注入孔的孔壁伸出第一頂板，且第一注入孔的孔壁設(shè)有外螺紋，第一封蓋設(shè)有與第一注入孔的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋；所述的第二注入孔的孔壁伸出第二頂板，且第二注入孔的孔壁設(shè)有外螺紋，第二封蓋設(shè)有與第二注入孔的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋。進(jìn)一步，所述的第一注入孔的半徑I厘米至I. 05厘米之間；所述的第二注入孔的半徑I厘米至I. 05厘米之間。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果I.清洗便利?，F(xiàn)有技術(shù)中，陽極室和陰極室中有多處直角，不方便實驗后清洗。而本實用新型的電池容器，在使用完畢需要清洗時，首先卸載緊固裝置，從而使得第一橡膠墊和第二橡膠墊相分離，也即陽極室和陰極室分離。因為陽極室的第一室壁和陰極室的第二室壁均呈弧面，所以電池容器的陽極室和陰極室中沒有直角。這樣便于清洗陽極室和陰極室，且清洗更干凈。2.注入陽極液和陰極液方便，且密封性佳?，F(xiàn)有技術(shù)中，注入陽極液和陰極液的開口非常小，雖然可以減少陽極液和陰極液泄漏，但是給注入陽極液和陰極液帶來了很大麻煩。本實用新型中的第一注入孔的半徑和第二注入孔的半徑均I厘米至I. 05厘米之間，且設(shè)置第一封蓋與第一注入孔連接，設(shè)置第二封蓋與第二注入孔連接。這樣，既便于注入陽極液和陰極液，又可以提高密封性，防止陽極液和陰極液泄漏。3.結(jié)構(gòu)牢靠。本實用新型的微生物燃料電池容器，還包括緊固裝置，該緊固裝置位于陽極室和陰極室之間。通過設(shè)置緊固裝置，可以加強(qiáng)陽極室、陰極室和橡膠墊之間連接的牢靠性，避免微生物燃料從陽極室和橡膠墊之間，或者從陰極室和橡膠墊之間泄漏。4.封口裝置的成本低廉且可以重復(fù)使用。現(xiàn)有技術(shù)中，微生物燃料電池的陰陽兩 極都是使用封口膜進(jìn)行密封。但是封口膜有著密封性不牢靠，受溶液浸泡后易脫落，且價格高，不能重復(fù)利用。而本實用新型采用第一封蓋與第一注入孔連接，第二封蓋與第二注入孔連接。通過在第一封蓋、第一注入孔、第二封蓋和第二注入孔上設(shè)置螺紋，第一封蓋可以非常容易安裝在第一注入孔上，或者從第一注入孔上拆卸下來；第二封蓋可以非常容易安裝在第二注入孔上，或者從第二注入孔上拆卸下來。由第一封蓋和第二封蓋組成的封口裝置可以重復(fù)使用，且成本低廉。
圖I是本發(fā)明的縱向剖視圖。圖2至圖I的A-A剖視圖。圖中有陽極室I、第一注入孔101、第一頂板102、第一底板103、第一室壁104、陰極室2、第二注入孔201、第二頂板202、第二底板203、第二室壁204、質(zhì)子交換膜3、第一橡膠墊4、第一立柱5、第二立柱6、第三立柱7、第四立柱8、上螺栓9、下螺栓10、第二橡膠墊11。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。如圖I和圖2所示，本實用新型的一種微生物燃料電池容器，包括陽極室I、陰極室
2、質(zhì)子交換膜3、緊固裝置、第一橡膠墊4和第二橡膠墊11。第一橡膠墊4和第二橡膠墊11均呈框形。陽極室I包括第一頂板102、第一底板103和第一室壁104。第一頂板102上設(shè)有第一注入孔101。第一注入孔101連通第一頂板102的上部空間和第一頂板102的下部空間。第一室壁104呈弧面。第一頂板102和第一底板103相互平行,第一室壁104固定連接在第一頂板102和第一底板103之間。陽極室I的一側(cè)為開口。第一橡膠墊4沿著陽極室I的開口固定在陽極室I的側(cè)壁上。陰極室2包括第二頂板202、第二底板203和第二室壁204。第二頂板202上設(shè)有第二注入孔201。第二注入孔201連通第二頂板202的上部空間和第二頂板202的下部空間。第二室壁204呈弧面。第二頂板202和第二底板203相互平行，第二室壁204固定連接在第二頂板202和第二底板203之間。陰極室2的一側(cè)為開口。第二橡膠墊11沿著陰極室2的開口固定于陰極室2的側(cè)壁上。陽極室I的開口和陰極室2的開口相對。質(zhì)子交換膜3嵌至于第一橡膠墊4和第二橡膠墊11之間。緊固裝置連接陽極室I和陰極室2，使第一橡膠墊4和第二橡膠墊11相貼合。這樣，陽極室I和陰極室2之間只隔著一層質(zhì)子交換膜3。組裝該結(jié)構(gòu)的微生物燃料電池容器時，先將陽極室I、陰極室2和質(zhì)子交換膜3用蒸餾水沖洗干凈，再將陽極室I、陰極室2和質(zhì)子交換膜3分別浸泡在3%的雙氧水中30分鐘，然后將陽極室I、陰極室2和質(zhì)子交換膜3放到無菌操作臺上，打開紫外燈殺菌并通風(fēng)，持續(xù)30分鐘，接著關(guān)閉紫外燈，在無菌操作臺上組裝電池容器將質(zhì)子交換膜3夾在第一橡 膠墊4和第二橡膠墊11之間，然后用上螺栓9緊固位于第一頂板102上的第一立柱5和第三立柱7，用下螺栓10緊固位于第一底板103下的第二立柱6和第四立柱8。組裝完成后，繼續(xù)在無菌操作臺上通過第一注入孔101往陽極室I內(nèi)灌裝陽極溶液，通過第二注入孔201往陰極室2內(nèi)灌裝陰極溶液。灌滿溶液后，用第一封蓋蓋好第一注入孔101連接，第二封蓋蓋好第二注入孔201。由于第一室壁104和第二室壁204均呈弧面，沒有棱角，便于清洗干凈電池容器。進(jìn)一步，所述的第一室壁104和第二室壁204沿質(zhì)子交換膜3相互對稱。這樣，該電池容器結(jié)構(gòu)對稱，便于控制和觀察微生物燃料的容量。尤其，所述的第一室壁104的橫截面和第二室壁204的橫截面均呈半圓形。進(jìn)一步，為避免微生物燃料從電池容器中泄漏，所述的微生物燃料電池容器，還包括第一封蓋和第二封蓋，第一封蓋與第一注入孔101連接，第二封蓋與第二注入孔201連接。這樣，通過第一注入孔101向陽極室I中添加微生物燃料后，用第一封蓋與第一注入孔101連接，可以避免微生物燃料從陽極室I中泄漏。同樣，通過第二注入孔201向陰極室2中添加微生物燃料后，用第二封蓋與第二注入孔201連接，可以避免微生物燃料從陰極室2中泄漏。為便于安裝和拆卸，第一注入孔101的孔壁伸出第一頂板102，且第一注入孔101的孔壁設(shè)有外螺紋，第一封蓋設(shè)有與第一注入孔101的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋；第二注入孔201的孔壁伸出第二頂板202，且第二注入孔201的孔壁設(shè)有外螺紋，第二封蓋設(shè)有與第二注入孔201的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋。這樣，通過第一封蓋的內(nèi)螺紋與第一注入孔101的外螺紋之間的配合，可以實現(xiàn)第一封蓋安裝在第一注入孔101上，或者從第一注入孔101拆卸下來。同樣，對于第二封蓋和第二注入孔201亦是如此。進(jìn)一步，為提高向電池容器中添加微生物燃料的效率，所述的第一注入孔101的半徑I厘米至I. 05厘米之間；所述的第二注入孔201的半徑I厘米至I. 05厘米之間。通過增加第一注入孔101的半徑和第二注入孔201的半徑，可以提高添加微生物燃料的效率。進(jìn)一步，緊固裝置的結(jié)構(gòu)可以是多種，本實用新型優(yōu)選下面三種結(jié)構(gòu)第一種結(jié)構(gòu)所述的緊固裝置包括設(shè)置在第一頂板102上表面的第一立柱5，設(shè)置在第一底板103下表面的第二立柱6，設(shè)置在第二頂板202上表面的第三立柱7，設(shè)置在第二底板203下表面的第四立柱8，第一立柱5和第三立柱7通過上螺栓9固定連接，第二立柱6和第四立柱8通過下螺栓10固定連接。這樣，上螺栓9、第一立柱5和第三立柱7之間的連接，提高了第一頂板102和第二頂板202連接的緊密性。下螺栓10、第二立柱6和第四立柱8之間的連接，提高了第一底板103和第二底板203連接的緊密性。第二種結(jié)構(gòu)與第一種結(jié)構(gòu)相同，不同的是所述的第一立柱5、第二立柱6、第三立柱7和第四立柱8分別為兩根。通過分別設(shè)置兩根第一立柱5、第二立柱6、第三立柱7和第四立柱8，可以進(jìn)一步提高陽極室I、陰極室2和橡膠墊4之間連接的牢靠性。第三種結(jié)構(gòu)緊固裝置為圓環(huán)，該圓環(huán)固定在第一室壁104和第二室壁204的外偵U。圓環(huán)對第一室壁104和第二室壁204施加壓力，是第一室壁104和第二室壁204之間保持相對的壓力，從而提高陽極室I、陰 極室2和橡膠墊4之間連接的牢靠性。
權(quán)利要求1.一種微生物燃料電池容器，其特征在于，包括陽極室(I)、陰極室(2)、質(zhì)子交換膜(3)、緊固裝置、呈框形的第一橡膠墊(4)和呈框形的第二橡膠墊(11);陽極室(I)包括設(shè)有第一注入孔(101)的第一頂板(102)、第一底板(103)、呈弧面的第一室壁(104)，第一頂板(102)和第一底板(103)相互平行,第一室壁(104)固定連接在第一頂板(102)和第一底板(103)之間，陽極室(I)的一側(cè)為開口，第一橡膠墊(4)沿著陽極室(I)的開口固定在陽極室(I)的側(cè)壁上；陰極室(2 )包括設(shè)有第二注入孔(201)的第二頂板(202 )、第二底板(203 )和呈弧面的第二室壁(204)，第二頂板(202)和第二底板(203)相互平行，第二室壁(204)固定連接在第二頂板(202)和第二底板(203)之間，陰極室(2)的一側(cè)為開口，第二橡膠墊(11)沿著陰極室(2)的開口固定于陰極室(2)的側(cè)壁上；質(zhì)子交換膜(3)嵌至于第一橡膠墊(4)和第二橡膠墊(11)之間；緊固裝置連接陽極室(I)和陰極室(2)，使第一橡膠墊(4)和第二橡膠墊(11)相貼合。
2.按照權(quán)利要求I所述的微生物燃料電池容器，其特征在于，所述的第一室壁(104)和第二室壁(204 )沿質(zhì)子交換膜(3 )相互對稱。
3.按照權(quán)利要求2所述的微生物燃料電池容器，其特征在于，所述的第一室壁(104)的橫截面和第二室壁(204)的橫截面均呈半圓形。
4.按照權(quán)利要求I所述的微生物燃料電池容器，其特征在于，還包括第一封蓋和第二封蓋，第一封蓋與第一注入孔(101)連接，第二封蓋與第二注入孔(201)連接。
5.按照權(quán)利要求4所述的微生物燃料電池容器，其特征在于，所述的第一注入孔(101)的孔壁伸出第一頂板(102)，且第一注入孔(101)的孔壁設(shè)有外螺紋，第一封蓋設(shè)有與第一注入孔(101)的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋；所述的第二注入孔(201)的孔壁伸出第二頂板(202)，且第二注入孔(201)的孔壁設(shè)有外螺紋，第二封蓋設(shè)有與第二注入孔(201)的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋。
6.按照權(quán)利要求5所述的微生物燃料電池容器，其特征在于，所述的第一注入孔(101)的半徑I厘米至I. 05厘米之間；所述的第二注入孔(201)的半徑I厘米至I. 05厘米之間。
7.按照權(quán)利要求I所述的微生物燃料電池容器，其特征在于，所述的緊固裝置包括設(shè)置在第一頂板(102)上表面的第一立柱(5),設(shè)置在第一底板(103)下表面的第二立柱(6),設(shè)置在第二頂板(202)上表面的第三立柱(7)，設(shè)置在第二底板(203)下表面的第四立柱(8)，第一立柱(5)和第三立柱(7)通過上螺栓(9)固定連接，第二立柱(6)和第四立柱(8)通過下螺栓(10)固定連接。
8.按照權(quán)利要求7所述的微生物燃料電池容器，其特征在于，所述的第一立柱(5)、第二立柱(6)、第三立柱(7)和第四立柱(8)分別為兩根。
9.按照權(quán)利要求I所述的微生物燃料電池容器，其特征在于，所述的緊固裝置為圓環(huán)，該圓環(huán)固定在第一室壁(104)和第二室壁(204)的外側(cè)。
專利摘要本實用新型公開了一種微生物燃料電池容器，包括陽極室、陰極室、質(zhì)子交換膜、緊固裝置、第一橡膠墊和第二橡膠墊；陽極室包括設(shè)有第一注入孔的第一頂板、第一底板、呈弧面的第一室壁，第一室壁固定連接在第一頂板和第一底板之間，陽極室的一側(cè)為開口，第一橡膠墊沿著陽極室的開口固定在陽極室的側(cè)壁上；陰極室包括設(shè)有第二注入孔的第二頂板、第二底板和呈弧面的第二室壁，第二室壁固定連接在第二頂板和第二底板之間，陰極室的一側(cè)為開口，第二橡膠墊沿著陰極室的開口固定于陰極室的側(cè)壁上；質(zhì)子交換膜嵌至于第一橡膠墊和第二橡膠墊之間；緊固裝置連接陽極室和陰極室，使第一橡膠墊和第二橡膠墊相貼合。該結(jié)構(gòu)的電池容器結(jié)構(gòu)牢靠，清洗便利。
文檔編號H01M8/02GK202495533SQ201220122758
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者古璽, 唐騁, 孫圓, 朱家偉, 田興軍, 祝欣 申請人:南京大學(xué)