申请日2012.05.22
公开(公告)日2013.12.04
IPC分类号H02J7/00; H01M8/16
摘要
本发明提供一种应用微生物燃料电池由有机废水产生电能，并将电能升压存储到锂电池中的方法，属于水处理工艺领域，具体是利用微生物燃料电池氧化有机废水产生电能，输出的电能经过DC/DC升压转换器升压到适当电压，然后存储到锂电池中。
权利要求书
1.一种利用微生物燃料电池由废水产生电能及升压存储的方法，其特征在于，采用DC/DC升压转换器将微生物燃料电池产生的电能直接升压存储到锂电池中。
2.如权利要求1所述的利用微生物燃料电池由废水产生电能及升压存储的方法，其特征在于，所述的微生物燃料电池能够利用有机废水产生电能，并且将该电能升压到可以被正常使用的水平，存储积累后的电能可以应用到生活中的多个方面，真正实现废水处理与产生能源的双重作用。
3.如权利要求1所述的利用微生物燃料电池由废水产生电能及升压存储的方法，其特征在于，直接的连续的运用DC/DC升压转换器对MFC的低电压进行升压，不需要其它转化或者间歇性积累。
4.如权利要求1所述的利用微生物燃料电池由废水产生电能及升压存储的方法，其特征在于，将微生物燃料电池从废水中回收的电能存储到锂电池中，先蓄积后利用，适合微生物燃料电池产生的电能较微弱的特点，也能保障对后续应用的有效支持。
说明书
一种应用微生物燃料电池由废水产生电能及升压存储的方法
技术领域
本发明涉及水处理工艺领域，具体涉及生物电化学系统应用领域。
背景技术
微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一种利用微生物作为催化剂，将有机物中的化学能转化为电能的装置。其原理是，MFC阳极的厌氧活性微生物可以分解有机物释放出电子，电子通过适宜的电子传递介体或纳米导线等被传递到阳极上，然后通过外电路传递到阴极形成电流，在阴极与电子受体相结合，两极间还有一些离子的平衡移动使整个过程形成一个完整的回路。
能源短缺与环境污染是当今人类发展所面临的两个重大危机和挑战，MFC正是针对这两大问题的良方。环境污染中的大多数的废水中含有大量的可生物利用的有机物，可以作为MFC的底物。MFC可以利用这些有机污染物产生电能，同时实现对污水的处理，既处理了污染又产生了能源。
然而，目前针对MFC的大多数研究都是利用它来处理污染物，MFC可以产生电能，但其产生的电能相当微弱，而且电压也较低，难以被直接利用。例如，以氧气为电子受体、乙酸盐作为阳极底物时，理论上MFC的开路电压为1.1V，最大功率密度为17Wm-2和1600kWm-3，而目前能达到的最佳值为0.83V、6.86Wm-2、1.55kWm-3。如何将MFC产生的这部分电能收集利用一直是困扰研究者的一个难题。
发明内容
本发明的目的在于建立一种利用微生物燃料电池由废水产生电能，并且将产生电能的升压存储的方法，实现同时处理有机废水和产生可以被直接利用的电能。
本发明方法包括利用废水产生电能、电能的升压和电能的存储三部分，可以分别由微生物燃料电池、DC/DC升压转化器和锂电池三部分装置来实现。所述微生物燃料电池可以为单室或双室，两极间距小于1cm，以保证较低的内阻;阳极室中接种有厌氧活性产电微生物，当向其中引入有机废水时，活性产电微生物能够氧化其中的有机物产生电子，电子被传递到阳极上，再经过外电路传递到阴极与特定的电子受体发生反应。所述的外电路中连接有DC/DC升压转化器。所述的DC/DC升压转化器能够利用直流超低电压，将其升举到可充入锂电的电压水平。DC/DC升压转化器的输出端连接到一个锂电池上，升举后的电压可以实现对锂电池的充电。所述的锂电池为可反复利用的易于充电的锂电池。
