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公开(公告)号：CN110937679A
公开(公告)日：2020-03-31
申请号：CN201911045083.5
申请日：2019-10-30
Applicant: 同济大学
IPC: C02F3/00 , C25B1/10 , C25B9/08 , C02F101/10
Abstract: 一种生物电化学回收污水氮磷同步固碳制氢系统和方法，系统包括生物阳极室、产酸室、脱盐室、阴极室和吸收室，依次用双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜和透气疏水膜分隔；产酸室与吸收室由两管相连并设有泵，使酸液在两室间循环流动。外加电压下，生物阳极降解污水有机物产生电子、H+和CO2，电子经外电路到达阴极，CO2用石灰水封存；双极膜产OH-进入阳极室中和H+，维持其中性环境；双极膜产H+进入产酸室；脱盐室为产酸碱提供酸根和阳离子；阴极接收电子产H2和OH-，OH-提升污水pH为回收PO43-提供碱性环境，同时促进NH4+转为NH3逸出。产酸室酸液流至吸收室吸收经透气疏水膜透过的NH3，同步提纯H2。本发明实现了污水氮磷同时回收，同步固碳并获得副产品碳酸钙和氢气。
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公开(公告)号：CN109680291A
公开(公告)日：2019-04-26
申请号：CN201811618605.1
申请日：2018-12-28
Applicant: 同济大学
Abstract: 本发明提供了一种增强生物电化学的产氢方法及生物电化学产氢系统，该产氢方法包括如下步骤：在微生物燃料电池模式下培养阳极产电菌，在微生物电解池模式下制氢，该产氢系统实现制氢的方法包括：在电解腔室内投加甲烷化抑制剂，通过外接电源向微生物电解池两端施加外加电压，阳极生物膜经驯化后启动微生物电解池，阳极在降解有机物过程中释放电子、H+和二氧化碳，电子经外电路到达阴极，并在阴极与H+结合产生氢气；本发明在产氢方法内投加甲烷化抑制剂3-NOP，使得产甲烷菌的甲基辅酶M化学失活，避免了产甲烷菌通过甲基辅酶M消耗氢气，实现了抑制甲烷化的目的，从而增强了系统的产氢性能，使得生物电化学产氢系统更具应用推广价值。
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公开(公告)号：CN109680289A
公开(公告)日：2019-04-26
申请号：CN201811618588.1
申请日：2018-12-28
Applicant: 同济大学
CPC classification number: C25B1/06 , C02F1/46104 , C02F2201/46115 , C25B9/06 , C25B15/00 , H01M8/16
Abstract: 本发明提供了一种耦合式生物电化学产氢及提纯装置、系统和产氢方法，该装置中将疏水透气膜紧贴阴极后侧放置，收集阴极侧的氢气，然后通过吸收池内的碱液吸收产气中二氧化碳所形成的负压快速收集阴极附近产生的氢气，达到快速收集该系统内产生的氢气及使氢气提纯得以同步实现的目的，使电解液中的产甲烷菌难以与氢气接触；同时在电解液内投加甲烷化抑制剂，使得产甲烷菌的甲基辅酶M化学失活，避免产甲烷菌利用甲基辅酶M消耗氢气产生甲烷，从而抑制甲烷化；本发明的系统中阴极和阳极同处一室，降低了系统内阻，提高了库伦效率，进一步达到系统高效、持续的产氢性能的目的。
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公开(公告)号：CN109680288A
公开(公告)日：2019-04-26
申请号：CN201811617911.3
申请日：2018-12-28
Applicant: 同济大学
CPC classification number: C25B1/06 , C02F1/46104 , C02F2201/46115 , C25B9/06 , C25B15/00
Abstract: 本发明提供了一种生物电化学产氢及收集装置和系统，该装置中阴极后侧紧贴第一疏水透气膜；第一集气管设于阴极后侧，因此用于收集阴极侧的氢气；第二集气管设于阴极前侧，其末端设有第二疏水透气膜并布设在电解液中，因此用于收集电解液中残存的氢气；负压泵通过施加负压，气袋通过负压泵用于收集并储存氢气；本发明的装置中将第一疏水透气膜和第二疏水透气膜分别置于阴极的后侧和前侧，分别收集阴极侧和电解液中残存的氢气，从而起到协同作用，使得负压泵实现双负压集气，达到快速收集微生物电解产生的氢气的目的，从而抑制甲烷化；另外，该系统中阴极和阳极同处一室，降低了系统内阻，提高了库伦效率，达到高效、持续的产氢性能的目的。
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公开(公告)号：CN109680289B
公开(公告)日：2021-03-02
申请号：CN201811618588.1
申请日：2018-12-28
Applicant: 同济大学
Abstract: 本发明提供了一种耦合式生物电化学产氢及提纯装置、系统和产氢方法，该装置中将疏水透气膜紧贴阴极后侧放置，收集阴极侧的氢气，然后通过吸收池内的碱液吸收产气中二氧化碳所形成的负压快速收集阴极附近产生的氢气，达到快速收集该系统内产生的氢气及使氢气提纯得以同步实现的目的，使电解液中的产甲烷菌难以与氢气接触；同时在电解液内投加甲烷化抑制剂，使得产甲烷菌的甲基辅酶M化学失活，避免产甲烷菌利用甲基辅酶M消耗氢气产生甲烷，从而抑制甲烷化；本发明的系统中阴极和阳极同处一室，降低了系统内阻，提高了库伦效率，进一步达到系统高效、持续的产氢性能的目的。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117623460A
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202311719526.0
申请日：2023-12-14
Applicant: 同济大学
IPC: C02F1/461 , C02F101/16
Abstract: 本发明提供了一种堆叠式电化学回收污水氨氮的系统和方法，涉及高氨氮污水处理与氨氮资源回收的技术领域。所述系统包含若干个相连的氨氮回收单元，所述氨氮回收单元包括由微孔疏水膜隔开的阳极室和阴极室，阳极室外侧依次设置脱盐室以及副阴极室，阴极室外侧依次设置脱盐室以及副阳极室；阳极室位于微孔疏水膜一侧的内壁上设置有阳极；阴极室位于微孔疏水膜一侧的内壁上设置有阴极；阳极通过外接电路与阴极相连接。本发明集原位产酸碱与膜吸收功能于一体，利用电解水原理，在电化学电极表面自行产酸碱，用于满足污水氨氮回收的酸碱需求，实现低耗能高效回收污水氮资源，收获高品质氮资源，同时收获氢气和氧气。
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公开(公告)号：CN109680290B
公开(公告)日：2021-03-02
申请号：CN201811618595.1
申请日：2018-12-28
Applicant: 同济大学
Abstract: 本发明提供了一种耦合式生物电化学产氢及收集装置、系统和产氢方法，该装置中将第一疏水透气膜和第二疏水透气膜分别置于阴极的后侧和前侧，分别收集阴极侧和电解液中残存的氢气，从而起到协同作用，使得负压泵实现双负压集气，气袋通过负压泵及管路与第三集气管的另一端相连，用于收集并储存氢气，达到快速收集该系统内产生的氢气的目的，使电解液中的产甲烷菌难以与氢气接触；同时在电解液内投加甲烷化抑制剂，使得产甲烷菌的甲基辅酶M化学失活，避免产甲烷菌利用甲基辅酶M消耗氢气产生甲烷，从而抑制甲烷化；本发明的系统中阴极和阳极同处一室，降低了系统内阻，提高了库伦效率，进一步达到系统高效、持续的产氢性能的目的。
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公开(公告)号：CN109680291B
公开(公告)日：2020-08-14
申请号：CN201811618605.1
申请日：2018-12-28
Applicant: 同济大学
Abstract: 本发明提供了一种增强生物电化学的产氢方法及生物电化学产氢系统，该产氢方法包括如下步骤：在微生物燃料电池模式下培养阳极产电菌，在微生物电解池模式下制氢，该产氢系统实现制氢的方法包括：在电解腔室内投加甲烷化抑制剂，通过外接电源向微生物电解池两端施加外加电压，阳极生物膜经驯化后启动微生物电解池，阳极在降解有机物过程中释放电子、H+和二氧化碳，电子经外电路到达阴极，并在阴极与H+结合产生氢气；本发明在产氢方法内投加甲烷化抑制剂3‑NOP，使得产甲烷菌的甲基辅酶M化学失活，避免了产甲烷菌通过甲基辅酶M消耗氢气，实现了抑制甲烷化的目的，从而增强了系统的产氢性能，使得生物电化学产氢系统更具应用推广价值。
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公开(公告)号：CN109680290A
公开(公告)日：2019-04-26
申请号：CN201811618595.1
申请日：2018-12-28
Applicant: 同济大学
CPC classification number: C25B1/06 , C02F1/46104 , C02F2201/46115 , C25B9/06 , C25B15/00 , H01M8/16
Abstract: 本发明提供了一种耦合式生物电化学产氢及收集装置、系统和产氢方法，该装置中将第一疏水透气膜和第二疏水透气膜分别置于阴极的后侧和前侧，分别收集阴极侧和电解液中残存的氢气，从而起到协同作用，使得负压泵实现双负压集气，气袋通过负压泵及管路与第三集气管的另一端相连，用于收集并储存氢气，达到快速收集该系统内产生的氢气的目的，使电解液中的产甲烷菌难以与氢气接触；同时在电解液内投加甲烷化抑制剂，使得产甲烷菌的甲基辅酶M化学失活，避免产甲烷菌利用甲基辅酶M消耗氢气产生甲烷，从而抑制甲烷化；本发明的系统中阴极和阳极同处一室，降低了系统内阻，提高了库伦效率，进一步达到系统高效、持续的产氢性能的目的。
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公开(公告)号：CN117735672A
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202311719445.0
申请日：2023-12-14
Applicant: 同济大学
IPC: C02F1/461 , C02F101/16
Abstract: 本发明提供了一种透气膜电极及其制备方法和应用，属于高氨氮污水处理与氨氮资源回收的技术领域。所述透气膜电极包括疏水微孔膜基底，以及分别固定于基底两侧的阳极和阴极；所述疏水微孔膜基底的材质为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、陶瓷中的至少一种；所述阳极的材料为铂、钯、碳、氧化铱、氧化钽、氧化钛中的至少一种；所述阴极的材料为铂、钯、碳、镍、铁、不锈钢中的至少一种；将阳极和阴极固定于疏水微孔膜基底两侧的方法包括电化学沉积法和相转化法。本发明克服了目前膜吸收法回收污水氨氮技术存在的膜分离功能单一、酸碱消耗大、电极产酸碱与膜吸收界面耦合方式缺陷等，可原位产酸碱驱动膜吸收回收污水氨氮。
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