一种生物阴极光催化燃料电池的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池系统，尤其涉及一种光催化燃料电池。
【背景技术】
[0002]能量和水资源的短缺，是全球面临的两个重要挑战，对人类社会可持续发展构成了严重威胁。污水中蕴含了巨大的能量，Ikg化学需氧量(COD)完全氧化为水和CO2理论上可以产生3.86kff -h的能量，如果生活污水以400 mg/L COD计，则所含能量为1.544kff -h/m3，是我国污水处理厂处理Im3污水平均电耗的5.3倍。近几年光催化燃料电池(PFC)的出现和快速发展，也实现了从废水中回收电能，但现有的大多数PFC多采用铂作为阴极材料，使得PFC的成本大大提高；在处理难降解物质时，PFC出水仍有一部分小分子物质需进一步降解。同时，目前燃料电池大多仍需采用离子交换膜，这使得反应器的成本大大的提高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种生物阴极光催化燃料电池。
[0004]为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是:本发明生物阴极光催化燃料电池包括反应容器，所述反应容器被分隔腔分隔为阳极室和阴极室；所述阴极室内为好氧环境；所述阳极室内置有光催化阳极，所述阴极室内置有生物阴极；阳极室设有阳极室进水口和阳极室出水口，阴极室设有阴极室进水口、阴极室出水口和阴极室出气口；所述阳极室出水口通过所述分隔腔与阴极室进水口连通而使阳极室内的水流能够进入阴极室；所述光催化阳极和所述生物阴极之间串联有外电阻。
[0005]进一步地，本发明所述阳极室的侧壁上设有石英玻璃窗口。
[0006]进一步地，本发明在反应容器的外部设有光源，所述光源发射的光能够通过所述石英玻璃窗口进入所述阳极室内以使阳极室内的光催化阳极进行光催化反应。
[0007]进一步地，本发明还包括为所述阴极室提供氧气的供氧装置。
[0008]进一步地，本发明所述供氧装置包括相互连通的曝气头和空气栗，其中，所述曝气头置于阴极室进水口处或置于阴极室内，所述空气栗置于所述反应容器的外部。
[0009]进一步地，本发明所述阳极室进水口低于阳极室出水口，所述阴极室进水口低于阳极室出水口，所述阴极室出水口高于阴极室进水口。
[0010]进一步地，本发明所述阴极室的顶部呈敞口状，该敞口为所述阴极室出气口。
[0011]与现有技术相比，本发明具有的有益效果是:(1)采用阳极室的光催化反应与阴极室的好氧生物反应相耦合，利用光催化阳极无选择性降解污染物的特性，先将具有生物毒性的物质降解为毒性低的小分子，再进入阴极室进行生物降解，强化难降解污染物的去除；(2)采用将具有电化学活性的生物膜作为阴极催化剂，在生长代谢的同时催化阴极反应，具有稳定、可再生的特点，避免了贵金属催化剂的使用，降低了装置的成本；(3)利用阳极室与阴极室之间的分隔腔作为物理阻隔，能够有效保障阴极室的生物反应不受阳极室光催化反应的影响，同时通过废水从阳极室流入阴极室而达到传递质子的目的，因此利用反应器的流态从而不需要离子选择性透过膜，降低了反应器成本；(4)能以废水为燃料生产电能，实现废水处理和产电的同步进行，有效回收废水中所蕴含的能量，降低废水处理的成本。
【附图说明】
[0012]图1是本发明生物阴极光催化燃料电池的结构示意图。
[0013]图中:1_阳极室进水口，2-阳极室，3-分隔腔，4-阴极室，5-阴极室出水口，6-光催化阳极，7-生物阴极，8-外电阻，9-阳极室的内侧侧壁，10-阴极室的内侧侧壁，11-曝气头，12-空气栗，13-阳极室出水口，14-阴极室进水口，15-阴极室出气口，16-反应容器，17-石英玻璃窗口，18-光源。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本发明生物阴极光催化燃料电池包括反应容器16，在反应容器16中设有阳极室2、光催化阳极6、阴极室4和生物阴极7。反应容器16被分隔腔3分隔为阳极室2和阴极室4。本发明反应器可在阴极室4内接种好氧污泥，从而使得阴极室4为好氧环境。光催化阳极6置于阳极室2内，生物阴极7置于阴极室4内。阳极室2设有阳极室进水口 I和阳极室出水口 13，阴极室4设有阴极室进水口 14、阴极室出水口 5和阴极室出气口 15。阳极室进水口 I低于阳极室出水口 13。阴极室进水口 14低于阳极室出水口 13，阳极室出水口 13通过分隔腔3与阴极室进水口 14连通，从而使阳极室2内溢流出的废水经由分隔腔3，再由阴极室进水口 14流入阴极室4。阴极室出水口 5高于阴极室进水口 14。光催化阳极6与生物阴极7之间串联有外电阻8。
[0015]本发明在阳极室2的侧壁上密封镶嵌有石英玻璃窗口 17。在反应容器16的外部设有光源18，光源18正对石英玻璃窗口 17，使得光源18发射的光能够通过石英玻璃窗口17进入阳极室2，从而阳极室2内的光催化阳极6在光源18发射的光的作用下发生光催化反应。
[0016]本发明可通过供氧装置为阴极室4提供氧气。作为本发明的一种实施方式，供氧装置可由相互连通的曝气头11和空气栗12组成。其中，曝气头11置于阴极室进水口 14处或置于阴极室4内，空气栗12置于反应容器16外，曝气头11通过穿过反应容器底部的导气管与空气栗12连通。
[0017]作为本发明的一种优选实施方式，阳极室进水口 I开设于阳极室2的底部，阳极室出水口 13开设于环形阳极室2的顶部。例如，可使阳极室的内侧侧壁9的高度低于反应容器16的顶部，由此利用两者的高度差而在阳极室的内侧侧壁9与反应容器16的顶部之间形成阳极室出水口 13。阴极室进水口 14可设于阴极室4的底部，阴极室出水口 5可设于阴极室4的顶部。例如，可使阴极室的内侧侧壁10的底部高于反应容器16的底部，由此利用两者的高度差而在阴极室的内侧侧壁10与反应容器16的底部之间形成阴极室进水口 14。
[0018]此外，优选地将阴极室4的顶部设为敞口状，将该敞口为阴极室出气口 15。
[0019]本发明生物阴极光催化燃料电池工作时，先将废水由阳极室进水口 I引入到阳极室2内，经阳极室2内的光催化阳极6的光催化反应后通过阳极室出水口 13流入分隔腔3中，然后再经阴极室进水口 14流入至阴极室4内，再经阴极室4作好氧处理后通过阴极室出水口 5流出反应容器16