(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210792716.4 (22)申请日 2022.07.07 (71)申请人 重庆大学 地址 400030 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 (72)发明人 夏奡　廖强　冯栋　朱贤青　黄云　 朱恂　 (74)专利代理 机构 长沙楚为知识产权代理事务 所(普通合伙) 43217 专利代理师 李思思 (51)Int.Cl. C12M 1/107(2006.01) C12M 1/02(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种太阳能电池板覆盖的电发酵反应装置 (57)摘要 本发明公开一种太阳能电池板覆盖的电发 酵反应装置， 包括电发酵反应器本体、 蓄电池、 太 阳能电池板、 进料结构、 电极、 搅拌器、 光敏电阻 以及接线端子盒， 太阳能电池板置于电发酵反应 器本体上半部分外侧与接线端子盒电极连接， 电 发酵反应器本体下半部分置于地下， 蓄电池与太 阳能电池板以及接线端子盒相连接， 进料结构与 电发酵反应器本体上方连通， 接线端子盒置于电 发酵反应器本体外侧且与电极以及搅拌器连接， 搅拌器以及电极均置于电发酵反应器本体内侧， 光敏电阻置于电发酵反应器本体外侧与接线端 子盒相连接； 本发明中太阳能够为阴阳两极提供 持续性的电压输出， 同时带动搅拌器工作； 且实 现昼夜交替不间断供电需求， 使得生物甲烷源源 不断的产生。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115232714 A 2022.10.25 CN 115232714 A 1.一种太阳能电池板覆盖的电发酵反应装置， 其特征在于： 所述电发酵反应装置包括 电发酵反应器本体(10)、 蓄电池(3)、 太阳能电池板、 电极、 搅拌器(9)、 光敏电阻(13)以及接 线端子盒(6)， 所述太阳能电池板置于所述电发酵反应器本体(10)上半部分外侧， 且与所述接线端子 盒(6)相连接， 所述电发酵反应器本体(10)下半部分置于地下， 所述蓄电池(3)与所述太阳 能电池板导线连接， 且与所述接线端子盒(6)连接， 所述接线端子盒(6)置于所述电发酵反 应器本体(10)外侧且与所述电极以及搅拌器(9)电性连接， 所述搅拌器(9)以及电极均置于 所述电发酵反应器本体(10)内侧下方， 所述光敏电阻(13)置于所述电发酵反应器本体(10) 外侧且通过控制器与所述接线 端子盒(6)连接 。 2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板覆盖的电发酵反应装置， 其特征在于， 所述 太阳能电池板为柔性太阳能电池板， 所述太阳能电池板包括第一太阳能电池板(2)以及第 二太阳能电池板(5)， 第一太阳能电池板(2)与所述电发酵反应器本体(10)锥形顶部贴合， 所述第二太阳能电池板(5)与所述电发酵反应 器本体(10)筒状部分 贴合。 3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池板覆盖的 电发酵反应装置， 其特征在于， 所述电发酵反应器本体(10)包括置于所述电发酵反应器本体(10)上方且与所述电发酵反 应器本体(10)连通的进料 结构。 4.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板覆盖的电发酵反应装置， 其特征在于， 所述 进料结构包括进料 管以及置 于所述进料 管上的蠕动泵(4)。 5.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池板覆盖的 电发酵反应装置， 其特征在于， 所述电极包括石墨阳极(7)以及 石墨阴极(8)， 所述石墨阳极(7)与所述接线端子盒(6)正极 连接， 所述石墨阴极(8)与所述接线 端子盒(6)负极连接 。 6.根据权利要求5所述的一种太阳能电池板覆盖的电发酵反应装置， 其特征在于， 所述 石墨阳极(7)和石墨阴极(8)之间的电压为0.2 ‑1.5V。 7.根据权利要求5所述的一种太阳能电池板覆盖的电发酵反应装置， 其特征在于， 所述 搅拌器(9)置 于所述石墨阳极(7)和石墨阴极(8)之间。 8.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池板覆盖的 电发酵反应装置， 其特征在于， 所述接线端子盒(6)上设有两个接线端口， 两个所述接线端口分别与所述蓄电池(3)和太阳 能电池板连接 。 9.根据权利要求8所述的一种太阳能电池板覆盖的电发酵反应装置， 其特征在于， 控制 器根据所述 光敏电阻(13)的信号控制所述接线 端子盒(6)上的两个接线 端口的连通情况。 10.根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池板覆盖的电发酵反应装置， 其特征在于， 所述电发酵反应 器本体(10)顶端设有与所述电发酵反应 器本体(10)连通的出气口(1)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115232714 A 2一种太阳能电池板覆盖的电发酵反 应装置 技术领域 [0001]本发明涉及太阳能电发酵技术领域， 特别涉及一种太阳能电池板覆盖的电发酵反 应装置。 背景技术 [0002]厌氧发酵是在水解细菌、 产酸细菌、 产甲烷菌等共生菌的互营作用下通过水解、 酸 化、 乙酸化和甲烷化等阶段， 降解有机废弃物生成甲烷。 这些共生菌通过与胞外物质进行电 子传递来氧化和还原有机物从而获取能量。 氢营养型产甲烷菌以氢气作为电子载体还原 二 氧化碳产甲烷(种间氢传递)。 种间氢传递是厌氧产甲烷系统中最常见的间接种间电子传递 方式， 也是甲烷生成的重要途径， 但是 由于氢气难溶于水， 常温常压下溶解度低， 种间氢传 递中还存在着 较为复杂的气液相间传质过程， 导致氢传递的扩散传质阻力大、 传质速率低， 严重影响了甲烷的生成。 此外， 种间氢传递易受到高有机负载率及中间产 物积累的影响， 被 认为是一种脆弱的电子传递过程。 电发酵是一种较新颖的工艺， 反应器阴阳两极施加较小 的电压(0.2 ‑1.5V)使得产电菌在阳极分解有机物并释放电子， 产生的电子通过闭合电路到 达阴极被电子型产甲烷消耗， 从而产生甲烷气体。 [0003]与传统发酵反应器相比， 电发酵反应器不仅能够降解高浓度有机废弃物， 并且能 够高效处理有毒物质及不易降解的废弃物。 同时， 电化学系统能够提高电发酵反应器内共 生菌活性及产甲烷速率， 其甲烷产量能够达到0.31 –0.35L‑CH4/g‑COD， 接近理论最大甲烷 产量， 在工业应用上为 提高有机废弃物处 理量和甲烷燃气产生 量提供有力帮助。 [0004]现有的电发酵反应 器有以下不足： [0005]1)现有的电发酵反应器需要高品质的电力为阴阳两极提供持续的电压， 造成了能 源的浪费； [0006]2)现有的技术只考虑了光照充足时 的电力供应， 而对夜晚或者光照不足时的技术 较为欠缺； [0007]3)现有的技 术需要额外的电力供应以满足持续的搅拌混合。 [0008]目前关于将太阳能结合在发酵反应器上的专利仅有两个 ， 专利号为 ： CN201220079353.1 的一种阳光棚内半地下式太阳能厌氧发酵罐， 主要包括阳光棚、 太阳能 增温管、 厌氧发酵罐、 保温层、 热能输送管、 增温换热器、 沼气输送管， 所述的厌氧发酵罐建 造在阳光棚内， 为半地下式结构， 太阳能增温管安装在阳光棚内； 所述的太阳能增温管通过 热能输送管与厌氧发酵罐内增温换热器连接相通。 专利号为CN200710077237.X的太阳能厌 氧发酵装置， 包括： 设有导气嘴、 进 出料管的腔 体， 其特征在于： 所述腔 体的腔壁上至少开设 有一个窗口， 窗口上安装有太阳能吸收板。 但这两个发明均是利用太阳能进行保温， 造成资 源的浪费。 发明内容 [0009]发明的目的在于提供一种太阳能电池板覆盖的电发酵反应装置， 解决了现有的电说　明　书 1/4 页 3 CN 115232714 A 3