一種可變電極間距的單池mec制氫反應(yīng)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種可變電極間距的單池MEC制氫反應(yīng)器，該反應(yīng)器的密封蓋上設(shè)置有若干個(gè)電極安裝孔及密封底座，并在密封蓋上的每?jī)蓛呻姌O安裝孔及密封底座之間標(biāo)識(shí)間距。所述反應(yīng)器的電極安裝孔及密封底座通過(guò)密封蓋的中心等間距地直線排列。該反應(yīng)器提高了研究電極間距對(duì)MEC制氫效率的影響的效率，優(yōu)化了單池MEC制氫反應(yīng)器。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種可變電極間距的單池MEC制氫反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型屬于微生物電解池裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]2005年的Liu與Logan把電化學(xué)原理和微生物燃料電池技術(shù)引入到發(fā)酵制氫中，利用外加電解電源、借助微生物電池的研究手段，以普通碳布為陽(yáng)極，0.5mg/cm2 Pt的碳紙為陰極，電極間距為12 cm進(jìn)行了乙酸電解協(xié)作制氫實(shí)驗(yàn)(Liu H,Grot S , Logan B E.Electrochemically assisted microbial product1n of hydrogen from acetate[J].Environ Sci Technol，2005,39(11): 43174320)。該技術(shù)改變了傳統(tǒng)發(fā)酵制氫本身無(wú)法克服的熱力學(xué)狀態(tài)限制和揮發(fā)性有機(jī)酸的積累的缺陷，極大提高了發(fā)酵制氫的能源轉(zhuǎn)化率。隨后，Rozendal R A等進(jìn)行了生物催化電解制氫這一方面的研究，2006年構(gòu)建了總?cè)莘e為3.3 L圓柱形雙室MEC系統(tǒng)，陽(yáng)極材料為石墨氈，陰極材料為鉑含量為50 g/m鍍鉑的鈦網(wǎng)絲。(Rozendal R A ,Hame Iers H V M,Euverink G J ff.et al.Principle andperspectives of hydrogen product1n throelgh b1catalyzed elec—trolysis[J].1nternat1nal Journal of Hydrogen Energy,2006,31 (12): 1632—1640)oChae K J等進(jìn)行了生物電化學(xué)電池這一方面的研究，在此基礎(chǔ)上，李建昌等研究了電解協(xié)助發(fā)酵產(chǎn)氫的基本原理及可行性，并設(shè)計(jì)了單池電解協(xié)助發(fā)酵產(chǎn)氫裝置(李建昌，張無(wú)敵，尹芳，等.利用電化學(xué)活躍微生物協(xié)助電解發(fā)酵產(chǎn)氫[J].微生物學(xué)報(bào)，2009，46(6):697—702)。為此，陽(yáng)極材料與陰極材料的電極間距對(duì)解決厭氧發(fā)酵MEC(Microbial Electrolysis Cell, MEC)的有機(jī)酸積累，研究它所影響的制氫效率，確定產(chǎn)氫效率的電極間距是單池MEC制氫反應(yīng)器的設(shè)計(jì)關(guān)鍵。但現(xiàn)有的單池MEC制氫反應(yīng)器的電極間距都是固定的，難以研究電極間距對(duì)MEC制氫效率的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了研究電極間距對(duì)MEC制氫效率的影響，提高單池MEC制氫反應(yīng)器的制氫效率，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可變電極間距的單池MEC制氫反應(yīng)器。
[0004]本實(shí)用新型目的通過(guò)以下制氫反應(yīng)器實(shí)現(xiàn):
[0005]包括與發(fā)酵室4螺栓連接的密封蓋2和用螺栓固定安裝在密封蓋2上的電極(I，9)，所述反應(yīng)器的密封蓋2上設(shè)置有若干個(gè)電極安裝孔及密封底座(17，16)，并在密封蓋2上的每?jī)蓛呻姌O安裝孔及密封底座(17，16)之間標(biāo)識(shí)間距，以改變兩電極之間的間距。
[0006]進(jìn)一步，所述的反應(yīng)器的電極安裝孔及密封底座(17，16)通過(guò)密封蓋2的中心等間距地直線排列。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]在電解的協(xié)作下，借助產(chǎn)氫活性污泥中的產(chǎn)電微生物與陽(yáng)極建立電呼吸，徹底氧化有機(jī)物并形成C02、H+和電子，然后把氧化過(guò)程中產(chǎn)生的電子通過(guò)電子傳遞到電極上產(chǎn)生電流，同時(shí)微生物在電子傳遞過(guò)程中獲得能量支持生長(zhǎng)，電子再經(jīng)導(dǎo)線流到陰極，H+在陰極獲得電子被還原成氫氣?，F(xiàn)有的MEC制氫技術(shù)，由于在MEC中引入了外源電解協(xié)作，使得電極電勢(shì)、電解電壓、電流強(qiáng)度尤其關(guān)鍵。本實(shí)用新型在MEC制氫反應(yīng)器基礎(chǔ)上，通過(guò)增設(shè)工作電極孔改變電極間的間距，來(lái)研究電極間距，即電極電勢(shì)、電解電壓以及電流強(qiáng)度等電化學(xué)參數(shù)對(duì)MEC制氫效率的影響，改變了以往MEC制氫反應(yīng)器固定電極間距的局限，提高了研究MEC制氫反應(yīng)器效率，優(yōu)化了單池MEC制氫反應(yīng)器。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的不意圖。
[0010]圖中包括:陰極鉑電極1、密封蓋2、密封蓋墊圈3、玻璃電解發(fā)酵室4、出氣管5、參比電極6、進(jìn)樣和取樣管7、pH電極計(jì)8、陽(yáng)極石墨電極9。
[0011 ]圖2為本實(shí)用新型的密封蓋的俯視圖。
[0012]圖中包括:出氣孔密封底座10、出氣孔11、參比電極孔密封底座12、參比電極孔13、進(jìn)樣和取樣孔密封底座14、進(jìn)樣和取樣孔15、工作電極孔密封底座16、工作電極孔17、pH電極孔密封底座18、pH電極孔19。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1:
[0014]該反應(yīng)器分為聚四氟乙烯制作的密封蓋2和玻璃電解發(fā)酵室4兩個(gè)部分，密封蓋2與發(fā)酵室4用螺紋旋緊連接。所述反應(yīng)器的密封蓋2上設(shè)置有5個(gè)電極安裝孔及密封底座17，16，并在密封蓋2上的每?jī)蓛呻姌O安裝孔及密封底座17，16之間用mm標(biāo)識(shí)間距。
[0015]石墨材料的陽(yáng)極9穿過(guò)密封蓋2的電極孔與其密封底座17，16用螺紋固定連接。對(duì)應(yīng)于地，鉑材料的陰極I穿過(guò)密封蓋2的另一個(gè)電極孔與其密封底座17，16用螺紋固定連接。剩余3個(gè)電極安裝孔用膠塞封住，防止漏氣。
[0016]陽(yáng)極9和陰極I用導(dǎo)線與記錄檢測(cè)單元相連。
[0017]實(shí)施例2:
[0018]該反應(yīng)器的電極安裝孔及密封底座17，16通過(guò)密封蓋2的中心等間距地直線排列。其它設(shè)置與實(shí)施例1相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可變電極間距的單池MEC制氫反應(yīng)器，包括與發(fā)酵室(4)螺栓連接的密封蓋(2)和用螺栓固定安裝在密封蓋(2)上的電極(1，9)，其特征在于:該反應(yīng)器的密封蓋(2)上設(shè)置有若干個(gè)電極安裝孔及密封底座(17，16)，并在密封蓋(2)上的每?jī)蓛呻姌O安裝孔及密封底座(17，16)之間標(biāo)識(shí)間距，以改變兩電極之間的間距。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制氫反應(yīng)器，其特征在于:該反應(yīng)器的電極安裝孔及密封底座(17，16)通過(guò)密封蓋(2)的中心等間距地直線排列。
【文檔編號(hào)】C25B9/00GK205616957SQ201620431187
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】李建昌, 楊仁燦, 趙育峰, 蔣蘭蘭, 何文萍, 楊梅宏, 李孝青
【申請(qǐng)人】云南師范大學(xué)