改進(jìn)的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，具體地說涉及一種用微藻生物作為陽極電子供體的生物燃料電池，包括陽極池和陰極池，陽極池和陰極池之間由質(zhì)子交換膜隔開，陽極和陰極分別固定在陽、陰極池內(nèi)部，并且由外部電阻連接，陽極的電子供體為微藻生物，陰極的電子受體為常用的陰極化學(xué)品或微藻生物。本發(fā)明是通過微藻生物直接發(fā)電的方式，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，再由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，即將活的微藻生物作為陽極，在沒有基底物質(zhì)下，通過光合作用轉(zhuǎn)化光能為化學(xué)能的過程中，電子被引導(dǎo)泄漏直接產(chǎn)生電力，提供了一種新型的生物燃料電池系統(tǒng)。
【專利說明】
改進(jìn)的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，具體地說涉及微藻生物作為陽極電子供體的 燃料電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于石油的資源不足，減少供應(yīng)和不斷成本的增加，尋找產(chǎn)能的代替技術(shù)成為了 研究界的重大興趣，多年來探索有關(guān)產(chǎn)能的代替技術(shù)，藻類已被嘗試用于能量替代源，不過 大量的研究數(shù)據(jù)都集中在開采藻類生物油里，從而用于合成生物燃料。到目前為止，開采藻 類生物油的成本仍然很高，暫時(shí)無法與石油燃料競(jìng)爭(zhēng)。從文獻(xiàn)表明，微藻曾被利用于微生物 燃料電池中，但是微藻一般被用于陽極板上微生物可以利用的底物，或者是將微藻放置在 陰極作為被動(dòng)的電子受體。微藻陽極型燃料電池雖也有所報(bào)道，但以微藻產(chǎn)氫產(chǎn)電方式或 藻菌協(xié)同產(chǎn)電方式為主。專利CN200910220037公開了一種基于光合作用產(chǎn)電的綠藻生物燃 料電池，是一種間接法綠藻光解水產(chǎn)氫體系，而微藻產(chǎn)氫會(huì)受到氫氣的反抑制作用以及金 屬電極的高成本、易中毒的限制。目前，以微藻直接產(chǎn)電方式的燃料電池研究報(bào)道還比較 少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，是以微藻生物作為陽極電子供體，通過 光合作用轉(zhuǎn)化光能為化學(xué)能的過程中電子被引導(dǎo)泄漏直接產(chǎn)生電力，這種產(chǎn)電的裝置技術(shù) 和結(jié)果并未見報(bào)道。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0005] -種改進(jìn)微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，包括陽極池和陰極池，陽極池和陰極池之間由 質(zhì)子交換膜隔開，陽極和陰極分別固定在陽極池、陰極池內(nèi)部，并且由外部電阻連接，其特 征在于：陽極的電子供體為微藻生物，陰極的電子受體為陰極化學(xué)品或微藻生物，陽極的微 藻生物通過控制微藻生物所處的環(huán)境引導(dǎo)電子外泄，產(chǎn)生電子，產(chǎn)生的電子通過外電路傳 遞至陰極，并與陰極的電子受體結(jié)合產(chǎn)生電力。
[0006] 所述的微藻生物包括小球藻、微綠球藻、斜生柵藻、纖細(xì)裸藻、極大螺旋藻、鹽生杜 氏藻、雨生紅球藻、鈍頂螺旋藻中的任意一種。
[0007] 所述的微藻生物所處的環(huán)境包括光照強(qiáng)度，微藻生物細(xì)胞密度，所處環(huán)境中的氧 氣水平。
[0008] 所述的光照強(qiáng)度為1000-10000LUX。所述的微藻生物細(xì)胞密度為1 X 104-4 X 107。
[0009] 微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池還可以通過栗入氮?dú)饣蚣尤胙鯕馕談﹣頊p少陽極的氧 氣水平，其中氧氣吸收劑包括亞硫酸鈉。
[0010] 所述的陰極化學(xué)品包括鐵氰化鉀、所述的微藻生物在培養(yǎng)過程中還可以添加鈣元 素，而增加電力，鈣元素的添加量為培養(yǎng)微藻生物的培養(yǎng)基總質(zhì)量的〇.〇5%-〇. 25%，培養(yǎng) 時(shí)間為36_50h;所述的鈣元素包括硫酸鈣、亞硫酸鈣、碳酸鈣。
[0011] 陽極的微藻生物還可以通過添加化學(xué)物質(zhì)來誘導(dǎo)陽極微藻生物電子傳遞鏈的質(zhì) 子漏，增加電子的泄漏，而增加電力，產(chǎn)生的質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳遞至陰極池，所述的化 學(xué)物質(zhì)包括2，4_二硝基苯酚、白藜蘆醇;其中2，4_二硝基苯酚、白藜蘆醇加入后至體系中的 2，4-二硝基苯酚、白藜蘆醇濃度為250-1000ppm。
[0012] 所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池還可以通過添加介質(zhì)調(diào)節(jié)物或使用高鹽培養(yǎng)基來 減小裝置內(nèi)阻，介質(zhì)調(diào)節(jié)物質(zhì)包括4-硝基苯胺、4-硝基苯酚、甲基藍(lán)、中性紅、硫堇、甲基紫 精、腐殖酸，其中，4-硝基苯胺、4-硝基苯酚添加后至體系中4-硝基苯胺、4-硝基苯酚濃度為 5_15ppm〇
[0013] 本發(fā)明涉及的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，具體地說涉及一種用微藻生物作為陽極電 子供體的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，包括陽極池和陰極池，陽極池和陰極池之間由質(zhì)子交換 膜隔開，陽極和陰極分別固定在陽、陰極池內(nèi)部，并且由外部電阻連接，陽極的電子供體為 微藻生物，陰極的電子受體為常用的陰極化學(xué)品或微藻生物。本發(fā)明是通過微藻生物直接 發(fā)電的方式，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，再由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，即將活的微藻生物作為陽極， 在沒有基底物質(zhì)下，通過光合作用轉(zhuǎn)化光能為化學(xué)能的過程中，電子被引導(dǎo)泄漏直接產(chǎn)生 電力，提供了一種新型的生物燃料電池系統(tǒng)。
[0014] 該微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，通過不同的方式來提高發(fā)電能力，包括縮短陽極和陰 極之間的距離，改變電極材料，提高電極表面面積，增加介質(zhì)導(dǎo)電率，改善接觸點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池的設(shè)備圖，圖la為在不添加外部基板 作為電力源下，使用微藻生物作為直驅(qū)發(fā)電電池組的電子供體，其中，1.陽極室，2.碳纖維， 3.墊片，4.質(zhì)子交換膜，5.陰極室；圖lb為簡(jiǎn)易微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池設(shè)備圖，其中，1'陽極 室，2 '陰極室，3 '質(zhì)子交換膜，4 '陽極反應(yīng)通道。
[0016]圖2為本發(fā)明所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池的示意圖，其中，圖2a為模型1，其中陽 極的電子供體為微藻生物，陰極的電子受體為鐵氰化鉀；圖2b為模型2,其中陽極的電子供 體為微藻生物，陰極的電子受體也為微藻生物。
[0017]圖3為圖la中設(shè)備在容積為200mL的下產(chǎn)生的電流。
[0018]圖4為圖1中不同設(shè)備下產(chǎn)生的電流密度，其中，?容積為150mL的圖la設(shè)備下，內(nèi) 設(shè)3500勒克斯的光照強(qiáng)度和1 X 106細(xì)胞濃度的電流密度；□容積為5mL的圖lb設(shè)備下，內(nèi)設(shè) 3500勒克斯的光照強(qiáng)度和1 X 106細(xì)胞濃度的電流密度
[0019]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1(圖la設(shè)備下）蛋白核小球藻直驅(qū)發(fā)電電池在不同受控條件 下產(chǎn)生的電流圖，圖5a中細(xì)胞密度為5.94x 106細(xì)胞/毫升時(shí)，不同光照度條件下產(chǎn)生的電 流圖，其中 2500勒克斯，▲SSOO勒克斯，令6500勒克斯；圖5b中光照度為3500勒克斯，不同 細(xì)胞密度條件下產(chǎn)生的電流圖，其中令3.681 107,03.08x 107，A1.39x 107，#5.94x 106 細(xì)胞/毫升。
[0020]圖6為在沒有加入Na2S〇3下，陽極室中5.94 X 106細(xì)胞/毫升的微藻生物在不同光強(qiáng) 度下的溶解氧(D0)mg/L，其中令2500勒克斯；_3500勒克斯；AeSOO勒克斯；隨著加入lg/ LNa2S03下，陽極室中5.94X 106細(xì)胞/毫升的微藻生物在不同光強(qiáng)度下的溶解氧(D0)mg/L， 其中〇2500勒克斯；口3500勒克斯;A6500勒克斯。
[0021]圖7為本發(fā)明實(shí)施例2蛋白核小球藻直驅(qū)發(fā)電電池在陽極池中加入亞硫酸鈉后，不 同受控條件下產(chǎn)生的電流圖，圖7a中細(xì)胞密度為5.94x 106細(xì)胞/毫升時(shí)，不同光照度條件 下產(chǎn)生的電流圖，其中_2500勒克斯，▲SSOO勒克斯，令6500勒克斯；圖7b中光照度為3500 勒克斯，不同細(xì)胞密度條件下產(chǎn)生的電流圖，其中令3.68義10 7，D3.08x 107，A1.39x 107， ? 5.94x 106細(xì)胞/毫升。
[0022]圖8為3500勒克斯的光照強(qiáng)度，未加入Na2S03下，微藻生物在不同細(xì)胞密度下的溶 解氧（D0)mg/L，其中，?5.95叉106、_1.39叉107、#3.08叉10 7、贏3.68叉107;隨著加入18/ LNa2S03下，3500勒克斯的光照強(qiáng)度下微藻生物在不同細(xì)胞密度下的溶解氧(D0)mg/L，其中 ?5 ? 95xl06、□ 1 ? 39xl07、〇3 ? 08xl07、A3 ? 68xl07。
[0023]圖9為本發(fā)明實(shí)施例3白藜蘆醇(RVT)、2,4-二硝基苯酚(DNP)、4-硝基苯胺(4NA)、 4-硝基苯酚（4NP)對(duì)蛋白核小球藻直驅(qū)發(fā)電電池的影響。圖9a為不加入和加入白藜蘆醇 (RVT)和2，4-二硝基苯酚(DNP)條件下的電流圖，其中未加入RVT和DNP，?加入RVT和DNP; 圖9b為加入4-硝基苯胺（4NA)條件下的電壓圖，其中〇5ppm 4NA，加入lOppm 4NA，A 15ppm 4NA。圖9c為加入4-硝基苯酚(4NP)條件下的電壓圖，其中?加入5ppm 4NP，加入 lOppm 4NP,A15ppm 4NP〇
[0024]
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下將結(jié)合附圖進(jìn)一步說 明本發(fā)明的各實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限 定本發(fā)明。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 圖1為本發(fā)明所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池的設(shè)備圖，圖la為在不添加外部基板 作為電力源下，使用微藻生物作為直驅(qū)發(fā)電電池組的電子供體，其中，1.陽極室，2.碳纖維， 3.墊片，4.質(zhì)子交換膜，5.陰極室；圖lb為圖lb為簡(jiǎn)易微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池設(shè)備圖，其中， 1'陽極室，2 '陰極室，3 '質(zhì)子交換膜，4'陽極反應(yīng)通道。
[0028]如圖2a所示，本發(fā)明第1個(gè)實(shí)施例所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池包括內(nèi)部裝有微 藻生物的陽極池1和加入氧化劑溶液的陰極池2,兩池之間由質(zhì)子交換膜3隔開，陽極4和陰 極5分別固定在陽極池和陰極池內(nèi)部，并由外電路6連接。陽極的微藻生物通過控制微藻生 物所處的環(huán)境引導(dǎo)電子外泄，產(chǎn)生電子，產(chǎn)生的電子通過外電路傳遞至陰極，并與陰極的電 子受體結(jié)合產(chǎn)生電力，該實(shí)施例中使用的微藻生物為蛋白核小球藻，其培養(yǎng)方法為采用TAP 培養(yǎng)基培養(yǎng)，在培養(yǎng)瓶上蓋上〇.22wii的過濾器，并在以120rpm持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)境室培養(yǎng)3天， 該環(huán)境室保持25°C恒溫，并采用16/8h的3500勒克斯/黑暗的循環(huán)光照。
[0029]圖5a為當(dāng)?shù)鞍缀诵∏蛟寮?xì)胞密度為5.94 X 106細(xì)胞/毫升時(shí)，分別在光照度2500勒 克斯，3500勒克斯，6500勒克斯條件下，蛋白核小球藻產(chǎn)生的電流，電流數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo) 準(zhǔn)誤差來表示。光照度在2500勒克斯時(shí)，產(chǎn)生的電流強(qiáng)度最大，初始電流強(qiáng)度最大為28yA， 隨后逐漸降低并保持在5yA。
[0030]圖5b為當(dāng)光照度為3500勒克斯時(shí)，蛋白核小球藻密度分別為3.68 X 107，3.08 X 107，1.39 X 107，5.94 X 106細(xì)胞/毫升條件下，蛋白核小球藻產(chǎn)生的電流，電流數(shù)據(jù)用平均數(shù) 土標(biāo)準(zhǔn)誤差來表示。微藻細(xì)胞密度為5.94x 106細(xì)胞/毫升時(shí)，產(chǎn)生的電流強(qiáng)度最大，初始電 流強(qiáng)度最大為28yA，隨后逐漸降低并保持在5yA。
[0031] 實(shí)施例2
[0032]所述微藻直驅(qū)發(fā)電電池與實(shí)施例1相同，不同之處在于陽極池中加入了氧氣吸收 劑亞硫酸鈉（1克/升），圖7a為陽極池中加入氧氣吸收劑亞硫酸鈉（1克/升），蛋白核小球藻 細(xì)胞密度為5.94 X 106細(xì)胞/毫升時(shí)，分別在光照度2500勒克斯，3500勒克斯，6500勒克斯條 件下，蛋白核小球藻產(chǎn)生的電流，電流數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤差來表示。光照度在2500勒克 斯和3500勒克斯時(shí)，初始產(chǎn)生的電流強(qiáng)度較大，可達(dá)到的最大值分別為70yA和78yA，并在 lOOmin后穩(wěn)定在60iiA。
[0033]圖7b為陽極池中加入氧氣吸收劑亞硫酸鈉（1克/升），光照度為3500勒克斯時(shí)，蛋 白核小球藻細(xì)胞密度分別為3.68 X 107，3.08 X 107，1.39 X 107，5.94 X 106細(xì)胞/毫升條件 下，蛋白核小球藻產(chǎn)生的電流，電流數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤差來表示。微藻細(xì)胞密度為5.94 X106細(xì)胞/毫升時(shí)，初始產(chǎn)生的電流強(qiáng)度最大，達(dá)到的最大值為78yA并在lOOmin穩(wěn)定在55y A〇
[0034] 實(shí)施例3
[0035] 所述微藻直驅(qū)發(fā)電電池與實(shí)施例1相同，不同之處在于在燃料電池中加入 250ppmRVT和250ppmDNP或加入（5-15)ppm4NA，或加入（5-15)ppm 4NP。圖9a為加入250ppm RVT和250ppmDNP和不添加 RVT和DNP條件下的電流對(duì)比圖，其中在45min加入lml的 lOOOppmDNP后，電流由3yA增大到9yA，在兩次間隔30min分別加入lml的lOOOppmDNP出現(xiàn)相 同的現(xiàn)象，在第三次間隔30min后，加入lml的lOOOppm RVT，電流由3yA增大到8yA;圖9b為加 入（5-15)ppm4-硝基苯胺或不加入4NA條件下的電壓對(duì)比圖，其中加入4NA的微藻電池在 30min后電壓開始增加。圖9c為加入(5-15)ppm 4-硝基苯酚或不加入4NP條件下的電壓對(duì)比 圖，其中加入4NP的微藻電池在30min后電壓開始增加。
[0036] 實(shí)施例4
[0037] 如圖2b所示，本發(fā)明第4個(gè)實(shí)施例所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池包括內(nèi)部裝有微 藻生物的陽極池1和微藻生物的陰極池2,兩池之間由質(zhì)子交換膜3隔開，陽極4和陰極5分別 固定在陽極池和陰極池內(nèi)部，并由外電路6連接。陽極的微藻生物通過控制微藻生物所處的 環(huán)境引導(dǎo)電子外泄，產(chǎn)生電子，產(chǎn)生的電子通過外電路傳遞至陰極，并與陰極的電子受體結(jié) 合產(chǎn)生電力，并于陰極池中的微藻生物體內(nèi)釋放的氧氣結(jié)合生成水。
[0038] 型號(hào)1:陽極的電子供體為蛋白核小球藻，陰極的電子受體為六氰合鐵離子;型號(hào) 2:陽極的電子供體為蛋白核小球藻，陰極的電子受體為蛋白核小球藻。圖8表明利用微藻生 物直驅(qū)發(fā)電電池，可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在一定的受控條件下，即陽極池中加入氧氣吸 收劑亞硫酸鈉（1克/升），光照度為3500勒克斯，蛋白核小球藻細(xì)胞密度為5.94X 106細(xì)胞/ 毫升時(shí)，型號(hào)1的輸出功率密度可達(dá)到30.15mW/m2，6030mW/m 2/L;型號(hào)2的輸出功率密度可達(dá) 到 2 ? 16mW/m2，43 2mW/m2/L。
[0039] 下表為本發(fā)明與其它微生物燃料電池發(fā)電能力的對(duì)比結(jié)果：
[0042] 實(shí)施例5
[0043] 本實(shí)施例中，微藻直驅(qū)發(fā)電電池與實(shí)施例1相同，不同之處在于，所使用的微藻生 物為小球藻，采用TAP培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)方法同實(shí)施例1。
[0044] 實(shí)施例6
[0045] 本實(shí)施例中，微藻直驅(qū)發(fā)電電池與實(shí)施例1相同，不同之處在于，所使用的微藻生 物為微綠球藻，采用F/2medium培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)方法同實(shí)施例1。
[0046] 實(shí)施例7
[0047] 本實(shí)施例中，微藻直驅(qū)發(fā)電電池與實(shí)施例1相同，不同之處在于，所使用的微藻生 物為斜生柵藻，采用TAP培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)方法同實(shí)施例1。
[0048] 實(shí)施例8
[0049] 本實(shí)施例中，微藻直驅(qū)發(fā)電電池與實(shí)施例1相同，不同之處在于，所使用的微藻生 物為極大螺旋藻，采用spirulina medium培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)方法同實(shí)施例1。
[0050] 實(shí)施例9
[0051] 本實(shí)施例中，微藻直驅(qū)發(fā)電電池與實(shí)施例1相同，不同之處在于，所使用的微藻生 物為纖細(xì)裸藻，采用HUT medium培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)方法同實(shí)施例1。
[0052] 實(shí)施例10
[0053] 本實(shí)施例中，微藻直驅(qū)發(fā)電電池與實(shí)施例1相同，不同之處在于，所使用的微藻生 物為鹽生杜氏藻，采用Dunaliella medium培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)方法同實(shí)施例1。
[0054] 實(shí)施例11
[0055] 本實(shí)施例中，微藻直驅(qū)發(fā)電電池與實(shí)施例1相同，不同之處在于，所使用的微藻生 物為雨生紅球藻，采用BBM培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)方法同實(shí)施例1。
[0056] 實(shí)施例12
[0057]本實(shí)施例中，微藻直驅(qū)發(fā)電電池與實(shí)施例1相同，不同之處在于，所使用的微藻生 物為鈍頂螺旋藻，采用spirulina medium培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)方法同實(shí)施例1。
[0058]上述中實(shí)施例5-12中，采用不同藻類產(chǎn)生的電力結(jié)果如下：
[0060] 實(shí)施例10
[0061] 本實(shí)施例中，微藻直驅(qū)發(fā)電電池與實(shí)施例1相同，不同之處在于，所使用的微藻生 物為小球藻，采用TAP培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)方法同實(shí)施例1，其中TAP培養(yǎng)基中再添加鈣元 素培養(yǎng)48h，鈣元素的添加量占培養(yǎng)基總量的0.05%、0.25%，本申請(qǐng)擬定為0.05%、0.1 %、 0.2%、0.25%，產(chǎn)生的電力結(jié)果如下：
[0062]從表格中可以看出，添加鈣到藻類(小球藻)培養(yǎng)48小時(shí)，在電力生產(chǎn)提高到2~3 倍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，包括陽極池和陰極池，陽極池和陰極池之間由質(zhì)子交 換膜隔開，陽極和陰極分別固定在陽極池、陰極池內(nèi)部，并且由外部電阻連接，其特征在于： 陽極的電子供體為微藻生物，陰極的電子受體為陰極化學(xué)品或微藻生物，陽極的微藻生物 通過控制微藻生物所處的環(huán)境引導(dǎo)電子外泄，產(chǎn)生電子，產(chǎn)生的電子通過外電路傳遞至陰 極，并與陰極的電子受體結(jié)合產(chǎn)生電力。2. 如權(quán)利要求1所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，其特征在于，所述的微藻生物包括小球 藻、微綠球藻、斜生柵藻、纖細(xì)裸藻、極大螺旋藻、鹽生杜氏藻、雨生紅球藻、鈍頂螺旋藻中的 任意一種。3. 如權(quán)利要求1所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，其特征在于，所述的微藻生物所處的環(huán) 境包括光照強(qiáng)度，微藻生物細(xì)胞密度，所處環(huán)境中的氧氣水平。4. 如權(quán)利要求3所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，其特征在于，所述的光照強(qiáng)度為 lOOOLux-1OOOOLux〇5. 如權(quán)利要求3所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，其特征在于，所述的微藻生物細(xì)胞密度 為1 X 104-4X 107。6. 如權(quán)利要求1所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，其特征在于，微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池還 可以通過栗入氮?dú)饣蚣尤胙鯕馕談﹣頊p少陽極的氧氣水平，其中氧氣吸收劑包括亞硫酸 鈉。7. 如權(quán)利要求1所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，其特征在于，所述的陰極化學(xué)品包括鐵 氰化鉀，高錳酸鉀，硝酸鹽，硫酸鹽，微藻生物或空氣。8. 如權(quán)利要求1所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，其特征在于，所述的微藻生物在培養(yǎng)過 程中還可以添加鈣元素，而增加電力，鈣元素的添加量為培養(yǎng)微藻生物的培養(yǎng)基總質(zhì)量的 0.05 % -0.25 %，培養(yǎng)時(shí)間為36-50h;所述的鈣元素包括硫酸鈣、亞硫酸鈣、碳酸鈣。9. 如權(quán)利要求1所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，其特征在于，陽極的微藻生物還可以通 過添加化學(xué)物質(zhì)來誘導(dǎo)微藻生物電子傳遞鏈的質(zhì)子漏，增加電子的泄漏，而增加電力，產(chǎn)生 的質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳遞至陰極池，所述的化學(xué)物質(zhì)包括2,4_二硝基苯酚、白藜蘆醇;其 中2,4-二硝基苯酚、白藜蘆醇加入后至體系中的2,4-二硝基苯酚、白藜蘆醇濃度為250-1000 ppm 010. 如權(quán)利要求1所述的微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池，其特征在于，微藻生物直驅(qū)發(fā)電電池 還可以通過添加介質(zhì)調(diào)節(jié)物或使用高鹽培養(yǎng)基來減小裝置內(nèi)阻，介質(zhì)調(diào)節(jié)物質(zhì)包括4-硝基 苯胺、4-硝基苯酚、甲基藍(lán)、中性紅、硫堇、甲基紫精、腐殖酸，其中，4-硝基苯胺、4-硝基苯酚 添加后至體系中4-硝基苯胺、4-硝基苯酸濃度為5-15ppm。
【文檔編號(hào)】H01M8/16GK105958096SQ201610038376
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年1月20日
【發(fā)明人】潘玉瓊, 王瑞華, 徐暢
【申請(qǐng)人】北京師范大學(xué)-香港浸會(huì)大學(xué)聯(lián)合國際學(xué)院, 潘玉瓊, 王瑞華