一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光生物反應(yīng)器是指光生物設(shè)計(jì)有光源系統(tǒng)的主體為透明材料的生物反應(yīng)器，主要用于可進(jìn)行光合作用的微藻、植物細(xì)胞、光合細(xì)菌的培養(yǎng)。
[0003]微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell，MFC)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。其基本工作原理是:在陽(yáng)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(yáng)極之間進(jìn)行有效傳遞，并通過(guò)外電路傳遞到陰極形成電流，而質(zhì)子通過(guò)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。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)，可有效利用光生物反應(yīng)器進(jìn)行光合作用后所留下的有機(jī)物利用微生物燃料電池釋放出電子和質(zhì)子以便形成可用于負(fù)載用電的電流供給負(fù)載。
[0005]本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)，包括采用光生物捕獲太陽(yáng)能并進(jìn)行光合作用的光生物反應(yīng)器、采用微生物進(jìn)行氧化做功并釋放質(zhì)子或電子形成電子電荷流的微生物燃料電池及用于光生物代謝物預(yù)處理的厭氧消解器，所述光生物反應(yīng)器連接厭氧消解器，所述厭氧消解器連接微生物燃料電池，所述微生物燃料電池連接光生物反應(yīng)器。
[0006]進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠?qū)⑨尫懦鰜?lái)的電子形成有效的電流以便供給負(fù)載，特別設(shè)置有下述結(jié)構(gòu):還包括負(fù)載，所述負(fù)載與微生物燃料電池連接。
[0007]進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，釋放出來(lái)的電子能夠依靠合適的電子傳遞介體在陽(yáng)極區(qū)內(nèi)的生物組分和陽(yáng)極之間進(jìn)行有效傳遞，并通過(guò)負(fù)載傳遞到陰極形成電流，而質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜傳遞到陰極，氧化劑在陰極得到電子被還原與質(zhì)子結(jié)合成水，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述微生物燃料電池內(nèi)設(shè)置有利用微生物進(jìn)行氧化做功并釋放質(zhì)子或電子形成電子電荷流的微生物存儲(chǔ)活動(dòng)區(qū)、陰極板及陽(yáng)極板，所述微生物存儲(chǔ)活動(dòng)區(qū)被分割成陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)，所述陰極板置于陰極區(qū)內(nèi)，所述陽(yáng)極板置于陽(yáng)極區(qū)內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠利用負(fù)載將陽(yáng)極的電子傳遞到陰極以便使得負(fù)載工作，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述負(fù)載分別與陰極板和陰極板連接。
[0009]進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠?qū)㈥帢O區(qū)內(nèi)的微生物輸送到光生物反應(yīng)器內(nèi)再次進(jìn)行光合作用，并將經(jīng)過(guò)厭氧消化處理后的有機(jī)物輸送到陽(yáng)極區(qū)內(nèi)進(jìn)行電子和質(zhì)子的釋放，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述陰極區(qū)與光生物反應(yīng)器連接；所述厭氧消解器同陽(yáng)極區(qū)連接。
[0010]進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，為防止出現(xiàn)污染，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述光生物反應(yīng)器采用密閉式光生物反應(yīng)器。
[0011]進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠資源化的進(jìn)行厭氧處理，特別采用下述設(shè)置方式:所述厭氧消解器能生成生物沼氣。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0013]本實(shí)用新型可有效利用光生物反應(yīng)器進(jìn)行光合作用后所留下的有機(jī)物利用微生物燃料電池釋放出電子和質(zhì)子以便形成可用于負(fù)載用電的電流供給負(fù)載。
[0014]本實(shí)用新型所述的光生物反應(yīng)器利用其內(nèi)的藻類(algae)等光合微生物能夠通過(guò)光合作用捕獲太陽(yáng)能，生成的光合代謝產(chǎn)物(內(nèi)含有機(jī)物)。
[0015]本實(shí)用新型所述的厭氧消解器能夠?qū)⒐馍锓磻?yīng)器所生成的光合代謝產(chǎn)物進(jìn)行預(yù)處理并生成生物沼氣和可通過(guò)微生物燃料電池釋放電子和質(zhì)子的有機(jī)物。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0018]實(shí)施例1:
[0019]—種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)，可有效利用光生物反應(yīng)器進(jìn)行光合作用后所留下的有機(jī)物利用微生物燃料電池釋放出電子和質(zhì)子以便形成可用于負(fù)載用電的電流供給負(fù)載，如圖1所示，包括采用光生物捕獲太陽(yáng)能并進(jìn)行光合作用的光生物反應(yīng)器、采用微生物進(jìn)行氧化做功并釋放質(zhì)子或電子形成電子電荷流的微生物燃料電池及用于光生物代謝物預(yù)處理的厭氧消解器，所述光生物反應(yīng)器連接厭氧消解器，所述厭氧消解器連接微生物燃料電池，所述微生物燃料電池連接光生物反應(yīng)器。
[0020]包括光生物反應(yīng)器、微生物燃料電池及厭氧消解器，所述光生物反應(yīng)器連接厭氧消解器，所述厭氧消解器連接微生物燃料電池，所述微生物燃料電池連接光生物反應(yīng)器。
[0021]實(shí)施例2:
[0022]本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠?qū)⑨尫懦鰜?lái)的電子形成有效的電流以便供給負(fù)載，如圖1所示，特別設(shè)置有下述結(jié)構(gòu):還包括負(fù)載，所述負(fù)載與微生物燃料電池連接。
[0023]實(shí)施例3:
[0024]本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，釋放出來(lái)的電子能夠依靠合適的電子傳遞介體在陽(yáng)極區(qū)內(nèi)的生物組分和陽(yáng)極之間進(jìn)行有效傳遞，并通過(guò)負(fù)載傳遞到陰極形成電流，而質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜傳遞到陰極，氧化劑在陰極得到電子被還原與質(zhì)子結(jié)合成水，如圖1所示，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述微生物燃料電池內(nèi)設(shè)置有利用微生物進(jìn)行氧化做功并釋放質(zhì)子或電子形成電子電荷流的微生物存儲(chǔ)活動(dòng)區(qū)、陰極板及陽(yáng)極板，所述微生物存儲(chǔ)活動(dòng)區(qū)被分割成陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)，所述陰極板置于陰極區(qū)內(nèi)，所述陽(yáng)極板置于陽(yáng)極區(qū)內(nèi)。
[0025]實(shí)施例4:
[0026]本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠利用負(fù)載將陽(yáng)極的電子傳遞到陰極以便使得負(fù)載工作，如圖1所示，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述負(fù)載分別與陰極板和陰極板連接。
[0027]實(shí)施例5:
[0028]本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠?qū)㈥帢O區(qū)內(nèi)的微生物輸送到光生物反應(yīng)器內(nèi)再次進(jìn)行光合作用，并將經(jīng)過(guò)厭氧消化處理后的有機(jī)物輸送到陽(yáng)極區(qū)內(nèi)進(jìn)行電子和質(zhì)子的釋放，如圖1所示，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述陰極區(qū)與光生物反應(yīng)器連接；所述厭氧消解器同陽(yáng)極區(qū)連接。
[0029]實(shí)施例6:
[0030]本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，為防止出現(xiàn)污染，特別設(shè)置成下述結(jié)構(gòu):所述光生物反應(yīng)器采用密閉式光生物反應(yīng)器。
[0031]實(shí)施例7:
[0032]本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠資源化的進(jìn)行厭氧處理，特別采用下述設(shè)置方式:所述厭氧消解器能生成生物沼氣。
[0033]光生物反應(yīng)器中的藻類(algae)等光合微生物能夠通過(guò)光合作用捕獲太陽(yáng)能，生成的光合代謝產(chǎn)物進(jìn)入?yún)捬跸馄鲀?nèi)進(jìn)行預(yù)處理，在進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，生成有機(jī)物質(zhì)的同時(shí)也生成生物沼氣，生物沼氣可用于燃燒，而有機(jī)物質(zhì)將被輸送到微生物燃料電池的陽(yáng)極區(qū)內(nèi)，在陽(yáng)極區(qū)厭氧環(huán)境下，有機(jī)物質(zhì)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(yáng)極板之間進(jìn)行有效傳遞，并通過(guò)外電路傳遞到陰極區(qū)的陰極板形成電流，并使負(fù)載工作；而質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜傳遞到陰極板，氧化劑(優(yōu)選氧氣)在陰極區(qū)得到電子，而后被還原與質(zhì)子結(jié)合成水。
[0034]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)，其特征在于:包括采用光生物捕獲太陽(yáng)能并進(jìn)行光合作用的光生物反應(yīng)器、采用微生物進(jìn)行氧化做功并釋放質(zhì)子或電子形成電子電荷流的微生物燃料電池及用于光生物代謝物預(yù)處理的厭氧消解器，所述光生物反應(yīng)器連接厭氧消解器，所述厭氧消解器連接微生物燃料電池，所述微生物燃料電池連接光生物反應(yīng)器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)，其特征在于:還包括負(fù)載，所述負(fù)載與微生物燃料電池連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)，其特征在于:所述微生物燃料電池內(nèi)設(shè)置有利用微生物進(jìn)行氧化做功并釋放質(zhì)子或電子形成電子電荷流的微生物存儲(chǔ)活動(dòng)區(qū)、陰極板及陽(yáng)極板，所述微生物存儲(chǔ)活動(dòng)區(qū)被分割成陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)，所述陰極板置于陰極區(qū)內(nèi)，所述陽(yáng)極板置于陽(yáng)極區(qū)內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)，其特征在于:所述負(fù)載分別與陰極板和陰極板連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)，其特征在于:所述陰極區(qū)與光生物反應(yīng)器連接；所述厭氧消解器同陽(yáng)極區(qū)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)，其特征在于:所述光生物反應(yīng)器采用密閉式光生物反應(yīng)器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)，其特征在于:所述厭氧消解器能生成生物沼氣。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種采用光生物反應(yīng)器的燃料電池供電系統(tǒng)，包括采用光生物捕獲太陽(yáng)能并進(jìn)行光合作用的光生物反應(yīng)器、采用微生物進(jìn)行氧化做功并釋放質(zhì)子或電子形成電子電荷流的微生物燃料電池及用于光生物代謝物預(yù)處理的厭氧消解器，光生物反應(yīng)器連接厭氧消解器，厭氧消解器連接微生物燃料電池，微生物燃料電池連接光生物反應(yīng)器；還包括負(fù)載，負(fù)載與微生物燃料電池連接；微生物燃料電池內(nèi)設(shè)置有微生物存儲(chǔ)活動(dòng)區(qū)、陰極板及陽(yáng)極板，微生物存儲(chǔ)活動(dòng)區(qū)被分割成陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)，陰極板置于陰極區(qū)內(nèi)，陽(yáng)極板置于陽(yáng)極區(qū)內(nèi)，有效利用光生物反應(yīng)器進(jìn)行光合作用后所留下的有機(jī)物利用微生物燃料電池釋放出電子和質(zhì)子以便形成可用于負(fù)載用電的電流供給負(fù)載。
【IPC分類】H01M8/06, H01M8/16, H01M8/04
【公開號(hào)】CN204834757
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520558166
【發(fā)明人】倪良平
【申請(qǐng)人】上海光語(yǔ)生物科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日