本發明專利技術公開了一種用于建筑表面的自發電薄膜載體殼，殼體采用剛性導電薄膜構成，殼體內承裝嗜鹽桿菌及其培養液，殼體上設置有營養液入口、集電接口、供養口、排氣口和廢料出口，集電接口對面有一層石墨，作為電源正極，集電接口有導線與薄膜連接，作為負極，導出菌體產生的電流。利用薄膜材料作為殼體，利用殼體內的菌體培養液實現利用自然光發電及將電能輸出存儲使用，具有優越的實用價值，為能源利用開辟了新的途徑。通過薄膜殼體的造型設計，以增加其使用時的便捷性及使用領域的廣泛性。在具體建筑中，也可以更靈活地使用該材料，使得對光的使用達到多次利用和高效利用的目的。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及薄膜材料及生物發電領域，特別涉及一種用于建筑表面的自發電薄膜載體殼。
技術介紹
細菌發電的原理是讓細菌在電池組里分解分子，以釋放出電子向陽極運動產生電能。在糖液中可以添加某些諸如染料之類的芳香族化合物作稀釋劑，來提高生物系統中輸送電力的能力。在細菌發電期間，還要往電池里不斷充入空氣，用以攪拌細菌培養液和氧化物質的混合物。透明導電薄膜是一種既能導電又在可見光范圍內具有高透明率的一種薄膜，主要有金屬膜系、氧化物膜系、其他化合物膜系、高分子膜系、復合膜系等。金屬膜系導電性能好，但是透明率差。半導體薄膜系列剛好相反，導電性差，透明率高。當前研宄和應用最為廣泛的是金屬膜系和氧化物膜系。透明導電薄膜主要用于光電器件(如LED，薄膜太陽能電池等)的窗口材料。常見的透明導電薄膜為ITO(錫摻雜三氧化銦)、AZO(鋁摻雜氧化鋅)等，它們的禁帶寬度大，只吸收紫外光，不吸收可見光，因此稱之為“透明”。CN100485081C公開了一種制備硼摻雜的η型高硬度透明導電氧化鋅薄膜的方法，其用硼摻雜制備高硬度的η型透明導電氧化鋅薄膜提高了氧化鋅薄膜的硬度，使氧化鋅的薄膜的硬度達到傳統的半導體硅的硬度，利于以氧化鋅為基礎的半導體光、電及傳感器器件應用，提供一種通過改變馬賽克靶中單質硼和氧化鋅所占面積比例大小和排放方式實現了單質硼原子的摻雜的，制備高硬度的硼摻雜η型透明導電氧化鋅薄膜的方法。這樣的材料才能保證制作的載體殼所需的硬度和使用壽命。為了緩解現在的電力緊張問題，用高效的嗜鹽桿菌代替傳統能源甚至太陽能電池板進行發電，同時開發更多的利用形式，更高效更全面地為人類提供更清潔的能源，將其衍生產品推廣到整個社會以謀求當代社會的持續發展。美國科學家在死海和大鹽湖里找到一種嗜鹽桿菌，它們含有一種紫色素，在把所接受的大約10%的陽光轉化成化學物質時，即可產生電荷。科學家們利用它們制造出一個小型實驗性太陽能細菌電池，結果證明是可以用嗜鹽性細菌來發電的，用鹽代替糖，其成本就大大降低了。由于該類細菌產電方式為一步產電。利用這種細菌電池每100克糖可獲得1.35293 X 106庫侖的電能，其效率可達40 %，遠遠高于現在使用的電池的效率，且能持續數月之久。即使這樣，還有10%的潛力可挖掘，產電效率很高。計算表明，一個功率為1000千瓦的細菌發電站，僅需要10立方米體積的細菌培養液，每小時消耗200千克糖即可維持其運轉發電。利用嗜鹽桿菌高效率的一步轉化，直接將太陽能轉化為電能，而不經過化學能或其他能量形式。發表于《美國國家科學院院刊》上的一篇論文顯示，細菌接觸到金屬或者是礦物質時，它們體內的化學物質就會生成電流，并通過細胞膜流出體外，這意味著可把細菌直接“束縛”到電極上。美國環境微生物學家德里克.拉烏雷發現了一種新的嗜糖微生物。實驗證明，當這種細菌吃糖時，它把葡萄糖液轉化為二氧化碳，同時產生電子。在這種細菌新陳代謝的過程中，能轉換糖里80%以上的有效電子，這與以前多數微生物電池10%的能效形成鮮明對照。薄膜太陽電池可以使用在價格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金屬片等不同材料當基板來制造，形成可產生電壓的薄膜厚度僅需數ym，因此在同一受光面積之下可較硅晶圓太陽能電池大幅減少原料的用量(厚度可低于硅晶圓太陽能電池90%以上)，目前實驗室轉換效率最高已達20%以上，規模化量產穩定效率最高約13%。薄膜太陽電池除了平面之外，也因為具有可撓性可以制作成非平面構造其應用范圍大，可與建筑物結合或是變成建筑體的一部份，在薄膜太陽電池制造上，則可使用各式各樣的沉積(deposit1n)技術，一層又一層地把P-型或η-型材料長上去，常見的薄膜太陽電池有非晶硅、CuInSe2 (CIS)、CuInGaSe2 (CIGS)、和 CdTe..等。
技術實現思路
為解決上述現有技術存在的問題，本專利技術的目的在于提供一種用于建筑表面的自發電薄膜載體殼，其利用薄膜材料作為殼體，利用殼體內的菌體培養液實現利用自然光發電及將電能輸出存儲使用，具有優越的實用價值，為能源利用開辟了新的途徑。通過薄膜殼體的造型設計，以增加其使用時的便捷性及使用領域的廣泛性。在具體建筑中，也可以更靈活地使用該材料，使得對光的使用達到多次利用和高效利用的目的。為達到上述目的，本專利技術的技術方案為:一種用于建筑表面的自發電薄膜載體殼，殼體采用剛性導電薄膜構成，殼體內承裝嗜鹽桿菌及其培養液，殼體上設置有營養液入口、集電接口、供養口、排氣口和廢料出口，集電接口對面有一層石墨，相當于電源正極，集電接口有導線與薄膜連接，相當于負極，導出菌體產生的電流。進一步的，所述自發電薄膜載體殼為長方體，一側面上部設置有營養液入口，緊鄰營養液入口下設置有集電接口，其下部設置有供氧口，對側下部設置有廢液出口，上部設置有排氣口。進一步的，所述剛性導電薄膜為:用硼摻雜制備高硬度的η型透明導電氧化鋅薄膜，其厚度為100-800nm、硬度9-12.1GPa ;在波長370_800nm之間，平均透過率都大于85%，電阻率均小于9Χ1(Γ4Ω.cm，載流子濃度大于9 X 17Cm3，迀移率為:15_35cm2/V.S。進一步的，所述鹽桿菌培養液采用無機鹽培養液。進一步的，所述自發電薄膜載體殼鋪設于建筑物，交通工具或其他戶外設施的表面。相對于現有技術，本專利技術的有益效果為:本專利技術可以將微生物的光電轉化由理論轉變為實際。該薄膜制作的載體殼可以固定在建筑物表面，公園，汽車上等可以接受光照的物體表面，既不影響正常生活，又可以合理利用空間。既可以提供清潔的能源，又能降低發電成本，還比較容易推廣。能帶來巨大的經濟效益，值得大范圍推廣。【附圖說明】圖1是本專利技術載體殼的結構示意圖。其中，1-殼體，2-營養液入口，3-集電接口，4-供養口，5-排氣口，6_廢料出口。【具體實施方式】下面結合附圖及【具體實施方式】對本專利技術方案做進一步詳細描述:如圖1所示:一種用于建筑表面的自發電薄膜載體殼，殼體I采用剛性導電薄膜構成，殼體I內承裝嗜鹽桿菌當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于建筑表面的自發電薄膜載體殼，其特征在于，殼體采用剛性導電薄膜構成，殼體內承裝嗜鹽桿菌及其培養液，殼體上設置有營養液入口、集電接口、供養口、排氣口和廢料出口，集電接口對面有一層石墨，作為電源正極，集電接口有導線與薄膜連接，作為負極，導出菌體產生的電流。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧振山，李軍，
申請(專利權)人：鄧振山，李軍，
類型：發明
國別省市：陜西;61
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