(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123305214.4 (22)申请日 2021.12.24 (73)专利权人 清华大学深圳国际研究生院 地址 518000 广东省深圳市南 山区西丽大 学城清华校区 (72)发明人 林琳　杜瑾　李晓岩　李炳　 周恩财　赵明　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 专利代理师 钟平 (51)Int.Cl. C25B 3/26(2021.01) C25B 3/07(2021.01) C25B 9/19(2021.01) C12M 1/42(2006.01)C12M 1/34(2006.01) C12M 1/24(2006.01) C12M 1/12(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)实用新型名称 微生物电合成反应 器 (57)摘要 本实用新型公开了一种微生物电合成反应 器， 包括反应组件、 第一循环组件和第二循环组 件。 反应组件包括外壳、 阴极、 质子交换膜和阳 极， 外壳设有容置腔、 第一进水孔、 第一出水孔、 第二进水孔和第二出水孔， 质子交换膜和阴极均 呈管状， 阴极、 质子交换膜和阳极均置于容置腔 中， 且阴极、 质子交换膜和阳极从外往内依次套 设， 质子交换膜将容置腔分隔为阴极室和阳极 室， 第一进水孔和第一出水孔均与阴极室连通， 第二进水孔和第二出水孔均与阳极室连通。 本实 用新型的微生物电合成反应器能够有效提高阴 极的有效面积与反应器的体积之比， 同时， 阴极 和阳极之间的距离大幅缩小， 从而可降低离子在 电解液内迁移引起的欧姆损失， 另外， 提高了质 子交换膜的有效面积。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 217052423 U 2022.07.26 CN 217052423 U 1.微生物电合成反应 器， 其特征在于， 包括： 反应组件， 包括外壳、 阴极、 质子交换膜和阳极， 所述外壳设有容置腔、 第一进水孔、 第 一出水孔、 第二进水孔和第二出水孔， 所述质子交换膜和所述阴极均呈管状， 所述阴极、 所 述质子交换膜和所述阳极均置于所述容置腔中， 且所述阴极、 所述质子交换膜和所述阳极 从外往内依 次套设， 所述质子交换膜将所述容置腔分隔为阴极室和阳极室， 所述第一进水 孔和所述第一出水孔均与所述阴极室连通， 所述第二进水孔和所述第二出水孔均与所述阳 极室连通； 第一循环组件， 包括第一循环管路、 第一循环泵和第 一储液瓶， 所述第 一循环管路设有 第一循环通道， 所述第一循环 通道的两端分别与所述第一进 水孔、 所述第一出水孔连通， 所 述第一储液瓶设有第一储液腔， 所述第一储液腔用于储存阴极溶液， 所述第一储液腔连通 在第一循环通道中， 所述第一循环泵用于驱使所述阴极溶液在所述第一储 液腔和所述阴极 室之间循环流动； 第二循环组件， 包括第二循环管路、 第二循环泵和第 二储液瓶， 所述第 二循环管路设有 第二循环通道， 所述第二循环 通道的两端分别与所述第二进 水孔、 所述第二出水孔连通， 所 述第二储液瓶设有第二储液腔， 所述第二储液腔用于储存阳极溶液， 所述第二储液腔连通 在第二循环通道中， 所述第二循环泵用于驱使所述阳极溶液在所述第二储 液腔和所述阳极 室之间循环流动。 2.根据权利要求1所述的微生物电合成反应器， 其特征在于， 所述阴极贴合于所述容置 腔的内表面。 3.根据权利要求1所述的微生物电合成反应器， 其特征在于， 所述容置腔呈圆柱状， 所 述质子交换膜和所述阴极均呈圆管状。 4.根据权利要求3所述的微生物电合成反应器， 其特征在于， 所述第 一进水孔的轴心与 所述容置腔的轴心的夹角为锐角， 所述第二进 水孔的轴心与所述容置腔的轴心的夹角为锐 角。 5.根据权利要求1所述的微生物电合成反应器， 其特征在于， 所述第 一循环组件还包括 第一pH探头， 所述第一储液瓶还设有三个与所述第一储液腔连通的第一接口， 一个所述第 一接口中插设有 所述第一pH探头， 所述第一pH探头用于监测所述第一储液腔中的溶液的pH 值， 另一个所述第一接口用于通入气相底物， 最后一个所述第一接口用于取得所述第一储 液腔中的所述溶 液。 6.根据权利要求1所述的微生物电合成反应器， 其特征在于， 所述第 二储液瓶还设有两 个与所述第二储液腔连通的第二接口， 一个所述第二接口用于排出电解过程中产生的气 体， 另一个所述第二接口用于取 得所述第二储液腔中的所述溶 液。 7.根据权利要求1所述的微生物电合成反应器， 其特征在于， 所述反应组件还包括支撑 管， 所述支撑管位于所述容置腔中， 所述支撑管设有多个贯穿内表面和外表面的通孔， 所述 质子交换膜固定 于所述支撑管的所述内表面或所述外表面。 8.根据权利要求7 所述的微 生物电合成反应 器， 其特征在于， 所述支撑管的材 料为PVC。 9.根据权利要求1所述的微生物电合成反应器， 其特征在于， 所述阳极包括石墨棒、 钛 丝和铂丝中的一种。 10.根据权利要求1所述的微生物电合成反应器， 其特征在于， 所述阴极包括碳纸、 碳权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 217052423 U 2布、 碳毡、 泡沫铜、 泡沫镍、 经过表面修饰的碳纸、 经过表面修饰的碳布、 经过表面修饰的碳 毡、 经过表面修饰的泡沫铜和经 过表面修饰的泡沫镍中的一种。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 217052423 U 3