一种微生物燃料电池的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池的技术领域，特别是涉及一种微生物燃料电池。


背景技术：

2.微生物燃料电池(microbial fuel cell，简称mfc)是一种以特殊微生物作为电化学反应催化剂，可直接将水样中可降解有机物中的化学能转化为电能的装置。mfc在构型上可分为单室型、双室型和多室型。单室型mfc只由一个电极腔室构成，该电极腔室为阳极室，一般采用质子交换膜将阳极和阴极分隔开；双室mfc则由两个电极腔室构成，一个为阳极室(厌氧)，一个为阴极室(与空气接触)，在阳极室中，有机物在微生物的作用下发生氧化反应，生成质子，电子则被转移至阳极上；阳极室和阴极室之间用质子交换膜分隔开，外部通过导线将阴阳极串联起来构成循环电路；在阴极上，电子通过外电路、质子通过质子交换膜分别达到阴极，与氧气化合形成水。
3.相关技术中，目前微生物燃料电池的输出性能距离实际应用还有很大的差距，其中一个重要的限制因素即是微生物燃料电池微生物的构造。微生物燃料电池的构造对性能的影响表现在：阳极和阴极的间距过大，质子从阳极迁移至阴极的时间会增加，影响反应的效率，进而影响电池的输出性能。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种微生物燃料电池，用于解决了相关技术中阳极和阴极的间距过大，质子从阳极迁移至阴极的时间会增加，影响反应的效率，进而影响电池的输出性能的技术问题。
5.本实用新型的实施例采用了如下技术方案：
6.本实用新型提供了一种所述微生物燃料电池，包括：
7.前端板；
8.阳极集电器，紧邻所述前端板设置；
9.阳极板，具有第一容置腔，所述阳极集电器设置于所述第一容置腔内；
10.阳极，位于所述阳极板远离所述前端板的一侧，紧邻所述阳极板设置，且紧贴所述阳极集电器的端部；
11.第一密封垫，位于所述阳极远离所述阳极板的一侧，且紧贴所述阳极，具有第二容置腔；
12.质子交换膜，位于所述第一密封垫远离所述阳极的一侧，且紧贴所述第一密封垫；
13.第二密封垫，位于所述质子交换膜远离所述第一密封垫的一侧，且紧贴所述质子交换膜；
14.阴极，位于所述第二密封垫远离所述质子交换膜的一侧，且紧贴所述第二密封垫；以及
15.后端板，位于所述阴极远离所述第二密封垫的一侧，且紧贴所述第二密封垫；
16.其中，所述前端板、所述阳极板、所述第一密封垫、所述第二密封垫以及所述后端板依次连接在一起。
17.在本技术的一些实施例中，所述阳极板包括：
18.阳极板本体，所述第一容置腔位于其上，其两侧分别紧邻所述前端板以及所述阳极：
19.阳极板液体进口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通，用于供阳极液进入所述第一容置腔内；
20.阳极板液体出口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通，用于将所述阳极液排出；
21.阳极板参比电极插口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通；
22.以及
23.阳极板排渣口，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔连通，用于排出阳极液中携带的杂质；
24.其中，所述阳极板液体进口、阳极板液体出口、阳极板参比电极插口以及阳极板排渣口分别位于所述阳极板本体的不同的侧面上。
25.在本技术的一些实施例中，所述阳极板液体出口与所述阳极板参比电极插口在所述第一容置腔处相切，并与所述第一容置腔的上端相连，所述阳极板液体进口和阳极板排渣口分别与所述第一容置腔的底端相连。
26.在本技术的一些实施例中，还包括：
27.阳极导件，两侧面分别紧贴所述前端板以及所述阳极板；
28.阴极导件，两侧面分别紧贴所述阴极以及所述后端板。
29.在本技术的一些实施例中，还包括：
30.阴极板，位于所述后端板和所述阴极之间，具有第二容置腔；
31.阴极集电器，位于所述第二容置腔内，且端部紧贴所述阴极。
32.在本技术的一些实施例中，所述阴极板的结构与所述阳极板的结构相同，且所述阳极板的厚度大于所述阴极板的厚度，所述第一容置腔和所述第二容置腔的横截面均为带圆角的正方形。
33.在本技术的一些实施例中，所述阴极集电器和所述阳极集电器均为石墨板。
34.在本技术的一些实施例中，所述石墨板的一个表面有至少两个朝外延伸的背脊，相邻所述背脊之间形成沟槽，所述背脊的端部紧贴所述阴极或所述阳极。
35.在本技术的一些实施例中，所述背脊和所述沟槽的流场的开孔率的取值范围为40％～70％；所述沟槽的宽度与所述背脊的宽度之比的范围为1：1.2～2.0。
36.在本技术的一些实施例中，所述前端板、所述阴极板、所述阳极板和后端板均采用有机玻璃材料制成。
37.相比于现有技术，本实用新型的实施例的有益效果在于：
38.本实用新型的实施例的所述微生物燃料电池，所述微生物燃料电池包括依次紧固设置在一起的前端板、阳极集电器、阳极板、阳极、第一密封垫、质子交换膜、第二密封垫、阴极以及后端板，其中，阳极、质子交换膜、阴极为通过第一密封垫和第二密封垫之间的第二容置腔和第三容置腔紧贴实现相互紧邻贴近，减小了质子在溶液中从阳极迁移至阴极的转
移路径，从而减少了质子从阳极迁移至阴极的时间，提高了微生物燃料电池内的反应速率，降低了微生物燃料电池的内部电阻，提高了微生物燃料电池的产电性能。另外，采用石墨板作为集电器，石墨板设置于阳极集电器的腔体内，并与阳极相互紧贴，能够起到固定阳极的作用；同时，石墨的导电性高，生物相容性好，在作为集电器降低微生物燃料电池内阻的同时，也能够作为阳极的延伸，进一步提高微生物的附着量。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
40.图1是本实用新型提供的一种单室型微生物燃料电池的结构示意图；
41.图2是本实用新型提供的一种双室型微生物燃料电池的结构示意图；
42.图3是本实用新型提供的一种微生物燃料电池的阳极板的结构示意图；
43.图4是本实用新型提供的一种微生物燃料电池的阴极板的结构示意图；
44.图5是本实用新型提供的一种微生物燃料电池的石墨板的结构示意图。
45.其中：
46.1、前端板、2、阳极板；3、阳极；4、质子交换膜；5、阴极；6、后端板；71、阳极导件；72、阴极导件；8、阳极集电器；81、背脊；82、沟槽；9、第三密封垫；10、第一密封垫；11、锁紧件；13、阴极板；14、阴极集电器；15、阳极板液体进口；16、阳极板液体出口；17、阳极板参比电极插口；18、阳极板排渣口；19、第一容置腔；20、阳极板螺杆预留孔；21、阴极板液体进口；22、阴极板液体出口；23、阴极板参比电极插口；24、阴极板排渣口；25、第六容置腔；26、阴极板螺杆预留孔；30、第四密封垫；40、第五密封垫；50、第六密封垫；60、第二密封垫。
具体实施方式
47.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
48.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
50.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
51.如图1-5所示；本实用新型提供了一种微生物燃料电池，所述微生物燃料电池包括：
52.前端板1；
53.阳极集电器8，紧邻所述前端板1设置；
54.阳极板2，具有第一容置腔19，所述阳极集电器8设置于所述第一容置腔19内；
55.阳极3，位于所述阳极板2远离所述前端板1的一侧，紧邻所述阳极板2设置，且紧贴所述阳极集电器8的端部；
56.第一密封垫10，位于所述阳极3远离所述阳极板2的一侧，且紧贴所述阳极3，具有第二容置腔；
57.质子交换膜4，位于所述第一密封垫10远离所述阳极3的一侧，且紧贴所述第一密封垫10；
58.第二密封垫60，位于所述质子交换膜4远离所述第一密封垫10的一侧，且紧贴所述质子交换膜4，具有第三容置腔；
59.阴极5，位于所述第二密封垫60远离所述质子交换膜4的一侧，且紧贴所述第二密封垫60；以及
60.后端板6，位于所述阴极5远离所述第二密封垫60的一侧，且紧贴所述第二密封垫60；
61.其中，所述前端板1、所述阳极板2、所述第一密封垫10、所述第二密封垫60以及所述后端板6依次连接在一起。
62.本实施例的所述微生物燃料电池，所述微生物燃料电池包括依次紧固设置在一起的前端板1、阳极集电器8、阳极板2、阳极3、第一密封垫10、质子交换膜4、第二密封垫60、阴极5以及后端板6，其中，阳极3、质子交换膜4、阴极5为通过第一密封垫10和第二密封垫60之间的第二容置腔和第三容置腔紧贴实现相互紧邻贴近，减小了质子在溶液中从阳极3迁移至阴极5的转移路径，从而减少了质子从阳极3迁移至阴极5的时间，提高了微生物燃料电池内的反应速率，降低了微生物燃料电池的内部电阻，提高了微生物燃料电池的产电性能。
63.另外，采用石墨板作为集电器，石墨板设置于阳极集电器的腔体内，并与阳极相互紧贴，能够起到固定阳极的作用；同时，石墨的导电性高，生物相容性好，在作为集电器降低微生物燃料电池内阻的同时，也能够作为阳极的延伸，进一步提高微生物的附着量。
64.其中，所述前端板1、所述阳极板2、所述第一密封垫10、所述第二密封垫60以及所述后端板6通过锁紧件11依次紧固连接在一起，其中，所述锁紧件11为螺栓和螺母，通过螺栓穿过所述前端板1、所述阳极板2、所述第一密封垫10、所述第二密封垫60以及所述后端板6，并与螺母旋合，通过对所述前端板1和所述后端板6施加紧固的作用力，使得所述前端板1、所述阳极板2、所述第一密封垫10、所述第二密封垫60以及所述后端板6紧固在一起。
65.其中，将制备好的阳极集电器8置于第一容置腔19中，保证阳极集电器8能够与阳极3贴紧，顶住阳极3的目的是确保其位置不发生偏移。
66.在本技术的一些实施例中，所述阳极板2包括：
67.阳极板本体，所述第一容置腔19位于其上，其两侧分别紧邻所述前端板1以及所述
阳极3：
68.阳极板液体进口15，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔19连通，用于供阳极液进入所述第一容置腔19内；
69.阳极板液体出口16，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔19连通，用于将所述阳极液排出；
70.阳极板参比电极插口17，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔19连通；
71.以及
72.阳极板排渣口18，设于所述阳极板本体上，且与所述第一容置腔19连通，用于排出阳极液中携带的杂质；
73.其中，所述阳极板液体进口15、阳极板液体出口16、阳极板参比电极插口17以及阳极板排渣口18分别位于所述阳极板本体的不同的侧面上。
74.阳极板2在运行时，阳极液从阳极板液体进口15处进入，通过阳极3腔体，再从阳极板液体出口16流出，阳极液中可携带的杂质则通过阳极板排渣口18排出，从而使得所述微生物燃料电池能够实现自动排渣的功能；其中，所述阳极板2上还设有阳极板螺柱预留孔20，以供锁紧件11穿过锁紧。
75.具体为：所述阳极板液体出口16与所述阳极板参比电极插口17在所述第一容置腔19处相切，并与所述第一容置腔19的上端相连，所述阳极板液体进口15和阳极板排渣口18分别与所述第一容置腔19的底端相连；
76.其中，阳极板液体出口16的开口位置高于阳极板排渣口18的开口位置的2～4mm。
77.目前大部分的mfc微生物燃料电池均把反应腔体的截面设计为圆形，该设计的缺点为：顶端残留空气，特别不利于阳极3须保持的厌氧条件，尤其是在连续流模式下运行，在出水口上部会形成较大体积的空气层，残留的空气既不利于阳极3产电微生物的生存，也难以保证阳极3室体积的准确性。本实施例的阳极板液体出口16采用高开孔位设计，即阳极板液体出口16与阳极板参比电极插口17内孔相切，可以最大程度地避免阳极板液体出口16和阳极板参比电极插口17间的空气残留，保证阳极室的厌氧环境。
78.本实施例中阳极板2的底部设计有自动排渣口，能够实现自动排渣，避免反应形成的杂质对mfc放电性能的影响。
79.阳极板排渣口18和阳极板液体出口16不相接，阳极板液体出口16的开口位置比阳极板排渣口18高，本实施例的高度差可设为2～4mm，该设计基于流体力学，当液体从阳极板液体进口15进入第一容置腔19中时，液体首先会第一容置腔19的斜面阻挡，导致部分液体流速降低，密度较大的杂质逐渐难以被水流推动，在重力作用下开始缓慢下沉。而当下部进水出现扰动，并带动水中杂质上升时，第一容置腔19的上部的斜面又会阻挡杂质的进一步上升，迫使杂质在重力的作用下向底部沉淀，并通过阳极板排渣口18及时排出。
80.在本技术的一些实施例中，还包括：
81.第三密封垫9，两侧面分别紧贴所述前端板1以及所述阳极板2，其具有第四容置腔，所述第四容置腔具有与外部连通的第一口部；
82.阳极导件71，设在所述第四容置腔以及所述第一口部上，且从所述第一口部处朝外延伸；
83.第四密封垫30，两侧面分别紧贴所述阴极5以及所述后端板6，其具有第五容置腔，
所述第五容置腔具有与外部连通的第二口部；
84.阴极导件72，设在所述第五容置腔以及所述第二口部上，且从所述第二口部处朝外延伸。
85.其中，所述阳极导件71和所述阴极导件72均为金属导件，优选为钛片金属导片。
86.所述第三密封垫9既能够起到装配所述阳极导件71的作用，同时能够起到密封的作用，所述第四密封垫30同理；
87.其中，阳极导件71和阴极导件72通过导线分别与外部负载电阻两端连接，组成闭合回路，输出电压通过数据采集仪(keysight 34970a，keysight intruments inc usa)自动记录到计算机中(5min/次)，进行测试，能够得到微生物燃料电池的反应效率以及电池性能的数据，与现有技术的相比较，具有明显的提升。
88.在本技术的一些实施例中，还包括：
89.阴极板13，位于所述后端板6和所述阴极5之间，具有第六容置腔25；
90.阴极集电器14，位于所述第六容置腔25内，且端部紧贴所述阴极5。
91.其中，上述实施例中采用的是单室型的微生物燃料电池，在本实施例中，具有所述阴极板13具有第六容置腔25，第一容置室是阳极3室，所述第六容置腔25阴极5室，从而形成双室型的微生物燃料电池。其中，阴极集电器14置于第六容置腔25中，并与阴极5贴紧，阴极导件在另一侧贴紧阴极集电器14上；其中，单室型的微生物电池，在所述后端板的中间开设有通孔，所述通孔的形状可以为带圆角的正方形，所述通孔用于供氧气与所述阴极接触；在所述双室型的微生物电池中，其后端板6无需开设通孔。
92.在本技术的实施例中，所述阴极板13的结构与所述阳极板2的结构相同，且所述阳极板2的厚度大于所述阴极板13的厚度，所述第一容置腔19和所述第六容置腔25的横截面均为带圆角的正方形。
93.本实施例的第一容置腔19和第六容置腔25的腔室截面均为圆角正方形，解决了圆形开口难以加工和电极难以匹配的技术问题，达到了降低微生物燃料电池的加工难度和制作成本的技术效果，并提高了电极材料和密封垫片的制备效率。
94.其中，所述阴极板13的结构与所述阳极板2的结构相同，阴极板13包括阴极板液体进口21、阴极板液体出口22、阴极板参比电极插口23、阴极板排渣口24、第六容置腔25以及阴极板螺杆预留孔26。阴极板13在运行时，阴极液从阴极板液体进口21处进入，通过第六容置腔25，再从阴极板液体出口22流出；与阳极板2运行时不同的是，阴极板13在运行时，不仅可以通入液体，也可以选择性通入潮湿的空气。
95.为了提升所述微生物燃料电池的密封性能，还可以在阳极板2和所述阳极3之间设置有第五密封垫40，所述第五密封垫40上具有第七容置腔，用于供所述阳极板2上的所述阳极集电器8穿过与所述阳极3接触；通过第五密封垫40能够有效地增强，所述阳极板2与所述阳极3之间密封性；
96.以及阴极板13和所述阴极5之间设置有第六密封垫50，所述第六密封垫50上具有第八容置腔，用于供所述阴极板13上的所述阴极集电器14穿过与所述阴极5接触；通过第六密封垫50能够有效地增强，所述阴极板13与所述阴极5之间密封性；
97.在本技术的一些实施例中，所述阴极5集电器和所述阳极3集电器均为石墨板。
98.采用石墨板作为集电器，石墨板设置于阳极板2或阴极板13的腔体内，并与阳极3
或阴极5相互紧贴，能够起到固定阳极3或阴极5的作用；同时，石墨的导电性高，生物相容性好，在作为集电器降低微生物燃料电池内阻的同时，也能够作为阳极3的延伸，进一步提高微生物的附着量；
99.在本技术的实施例中，所述石墨板的一个表面有至少两个朝外延伸的背脊81，相邻所述背脊81之间形成沟槽82，所述背脊81的端部紧贴所述阴极5或所述阳极3；
100.所述沟槽82用于供反应液流过；通过所述背脊81和沟槽82的结构，能够使阳极液或阴极液更好地混合均匀，提高传质效率，进一步提高微生物燃料电池的性能。
101.具体地，所述背脊81和所述沟槽82的流场的开孔率的取值范围为40％～70％；所述沟槽82的宽度与所述背脊81的宽度之比的范围为1：1.2～2.0。
102.所述背脊81和所述沟槽82的流场的开孔率是指所述沟槽82部分的面积与背脊81的面积之比；
103.开孔率过高，会降低反应溶液流经流场的线速度，并且减少了与电极的接触面积，增大了接触电阻；开孔率过低，将导致背脊81占据更多的电极表面，造成电极反应面积过低，影响微生物燃料电池性能；因此，本实施例中，所述背脊81和所述沟槽82的流场的开孔率的取值范围为40％～70％；沟槽82的深度应由沟槽82总长度和允许的反应液体流经流场的压降共同决定。在电极室内增加集电器必然导致电极腔室的体积缩小，因此，电极腔室体积控制也是必须的。
104.实例一：
105.1、第一容置腔19横截面积为：s(总)＝40mm
×
40mm＝1600mm2，
106.第一容置腔19的高度为h＝15mm，
107.则第一容置腔19体积为v＝s(总)
×
h＝1600
×
15＝24000mm3；
108.2、拟采用“点状流场”，背脊81横截面为正方形，背脊81的宽度为2mm；
109.可计算背脊81横截面积：s(脊)＝2mm
×
2mm＝4mm2；
110.3、沟槽82深度为h(沟槽82)＝10mm，沟槽82宽度为：1.0mm；
111.则可得：集电器基座高度为h(基座)＝5mm；
112.4、“16
×
16”点状阵列，则根据2中背脊81横截面积计算得：
113.背脊81面积为s(脊)＝16
×
16
×
4＝1024mm2；进一步计算：
114.沟槽82部分面积s(沟槽82)＝s(总)-s(脊)＝1600-1024mm2＝576mm2；
115.那么，开孔率＝s(沟槽82)/s(脊)＝576/1024＝56.25％。
116.5、背脊81所占的体积为v(脊)＝1024
×
10mm3＝10240mm3；
117.基座所占的体积为v(基座)＝5
×
1600mm3＝8000mm3。
118.6、阳极3所用电极为碳毡，孔隙率高达90～95％，假设忽略碳毡所占的体积，则在添加石墨集电器后，第一容置腔19剩余的体积为：
119.v(剩)＝v(总)-v(脊)-v(基座)＝24000-10240-8000mm3＝5769mm3，占腔室总体积的24.0％。
120.实例2：
121.1、第一容置空间横截面积为：s(总)＝40mm
×
40mm＝1600mm2，
122.第一容置空间的高度为h＝15mm，
123.则第一容置空间体积为v＝s(总)
×
h＝1600
×
15＝24000mm3；
124.2、采用“点状流场”，背脊81的横截面为倒正方形，背脊81的宽度为2mm；
125.可计算背脊81横截面积：s(脊)＝2mm
×
2mm＝4mm2；
126.3、沟槽82深度为h(沟槽82)＝10mm，沟槽82宽度为：1.4mm；
127.则可得：集电器基座高度为h(基座)＝5mm；
128.4、“11
×
11”点状阵列，则根据2中背脊81横截面积计算得：
129.背脊81面积为s(脊)＝11
×
11
×
4＝484mm2；
130.进一步计算：
131.沟槽82部分面积s(沟槽82)＝s(总)-s(脊)＝1600-484mm2＝1116mm2；
132.那么，开孔率＝s(沟槽82)/s(脊)＝1116/484＝230.58％。
133.5、背脊81所占的体积为v(脊)＝484
×
10mm3＝4840mm3；
134.基座所占的体积为v(基座)＝5
×
1600mm3＝8000mm3。
135.6、阳极3所用电极为碳毡，孔隙率高达90～95％，假设忽略碳毡所占的体积，则在添加石墨集电器后，第一容置空间剩余的体积为：
136.v(剩)＝v(总)-v(脊)-v(基座)＝24000-4840-8000mm3＝11160mm3，占腔室总体积的46.5％。
137.实例三：
138.1、第一容置腔19横截面积为：s(总)＝40mm
×
40mm＝1600mm2，
139.第一容置腔19的高度为h＝15mm，
140.则第一容置腔19体积为v＝s(总)
×
h＝1600
×
15＝24000mm3；
141.2、采用“点状流场”，背脊81横截面为正方形，脊的宽度为4mm；
142.可计算背脊81横截面积：s(脊)＝4mm
×
4mm＝16mm2；
143.3、沟槽82宽度为：3mm；集电器基座高度为h(基座)＝5mm；
144.4、沟槽82深度(即脊的高度)设计为两种，其中，外围脊的高度设计为h(沟槽82)＝10mm，包括两圈；内部脊的高度设计为h(沟槽82)＝5mm；
145.5、“8
×
8”点状阵列，则根据2中背脊81横截面积计算得：
146.背脊81面积为s(脊)＝8
×8×
16＝1024mm2；
147.进一步计算：
148.沟槽82部分面积s(沟槽82)＝s(总)-s(脊)＝1600-1024mm2＝576mm2；
149.那么，开孔率＝s(沟槽82)/s(脊)＝576/1024＝56.25％。
150.6、背脊81所占的体积为v(脊)＝(48
×4×4×
10)+(16
×4×4×
5)mm3＝8960mm3；
151.基座所占的体积为v(基座)＝5
×
1600mm3＝8000mm3。
152.7、阳极3所用电极为碳毡，孔隙率高达90～95％，假设忽略碳毡所占的体积，则在添加石墨集电器后，第一容置腔19剩余的体积为：
153.v(剩)＝v(总)-v(脊)-v(基座)＝24000-8960-8000mm3＝7040mm3，占腔室总体积的29.3％。
154.在本实例中，内部的背脊81的高度低于外部背脊81的高度，因此，可以将阳极3碳毡“内嵌”入石墨集电器中，能够保证碳毡与石墨在不利用外力的情况下也能够最大限度地紧密接触，但阳极3碳毡的横截面积相对会减少，预计可通过增大碳毡的厚度来保证阳极3碳毡中微生物的附着量；
155.同时，该设计的另一个好处在于，可以使得碳毡在保证与质子交换膜4间距足够小的前提下，还能保证与质子交换膜4相接触一面的碳毡也能够被微生物所利用。
156.在本技术的一些实施例中，所述前端板1、所述阴极板13、所述阳极板2和后端板6均采用有机玻璃材料制成。
157.通过所述有机玻璃材料制成的所述前端板1、所述阴极板13、所述阳极板2和后端板6，能够有效地解决了玻璃加工困难、聚四氟乙烯成本高和一般塑料抗腐蚀性差的技术问题，实现了兼具高酸碱抗腐蚀性、低加工难度和低制造成本等技术效果。
158.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
159.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。