微生物燃料电池的研究进展及发展趋势探讨

微生物燃料电池是将废水中有机物的化学能转化为电能,在去除污染物的同时将产生的电能回收,实现了能量转化。本文系统介绍了微生物燃料电池的研究进展,在对微生物燃料电池的产电微生物、电极材料、微生物燃料电池的放大、微生物燃料电池的实际应用等方面总结的基础上,指出了微生物燃料电池研究的发展方向,其中筛选改造产电微生物对不同底物的耐受性和适应性、开发廉价高效的电极材料、构造大型微生物燃料电池堆以及微生物电化学物质合成等是未来研究的重点。     

微生物燃料电池研究和应用方面的最新进展

微生物燃料电池是一种利用微生物的催化作用将化学能转变为电能的生物装置。微生物燃料电池在作为可替代性能源、新颖的污水处理方法以及氧和污染物的生物传感器等方面具有较大的潜能,但仍需进一步优化。本文确定了限制微生物燃料电池应用操作的几种因素,并在其性能提高方面进行了探讨。     

微生物燃料电池的现状与研究

微生物燃料电池的发展仍处于瓶颈期,但其能实现同步污水处理和电能回收的功能,具有良好的发展前景。微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)的主要机理是通过利用产电微生物氧化污水中的有机物,将存储在有机物中的化学能不经过其他能源形式直接转化为电能,而且该反应生成的产物无污染。其中,准确构建MFC系统,在降低成本的同时有效并重污染物去除和产电效能提升,是进一步探索微生物燃料电池领域的关键。文章重点对不同类型的燃料电池如海水微生物燃料电池、植物复合型微生物燃料电池进行分析,通过对比不同类型的电池性能,对其可实践性进行评估。最后,强调了微生物燃料电池(MFC)技术与应用的现状,并指出了微生物燃料电池的发展前景。     

微生物燃料电池应用及性能优化研究进展

微生物燃料电池作为新型微生物传感器,既能降解水中污染物也可以通过微生物产电输出电能。通常将污染物降解效率和产电功率作为衡量燃料电池性能好坏的重要参数,反应器构型是影响微生物燃料电池产电性能与降解效果的关键。归纳了光电极微生物燃料电池、自分层微生物燃料电池和人工湿地-微生物燃料电池这3种构型的反应器机理及对废水的适用性,总结了电极材料、电子介体、分隔膜材料等因素对燃料电池产电性能影响的研究进展。     

土壤微生物燃料电池的研究进展及展望

微生物燃料电池（microbial fuel cells,MFCs）是一种利用产电微生物将化学能直接转化为电能的技术,其在运行期间不消耗外界能量且无二次污染,日益得到人们的广泛关注。土壤因富含有机质和庞大的微生物种群,是产电微生物的“天然培养基”。近几年来,以土壤为基质的MFCs在产电、土壤污染评价和修复等方面展现了较大的研究潜能和应用前景。本文全面介绍了目前MFCs在土壤产电、有机污染物降解、重金属污染治理、温室气体减排以及生物传感器等方面的应用研究;总结了目前土壤MFCs研究中应用的反应器构型、电极和产电微生物种群;在此基础上提出了以土壤为基质的MFCs在研究及应用过程中存在的主要问题,并对其研究前景进行展望。     

微生物燃料电池高效产电的研究进展

结合微生物燃料电池研究进展,从提高微生物燃料电池的产电性能出发,讨论了目前微生物燃料电池发展的主要限制因素和应用前景。对影响微生物燃料电池产电性能的4个主要影响因素,电池构型、阳极室(电活性微生物、阳极材料)、阴极室(电子受体、催化剂)、阴阳极分隔材料进行了分析。认为目前对于低成本的电极材料和构型的扩大研究较少,微生物燃料电池由于其成本较高、产能较低,仍然难以进行实际的扩大应用。开发出低成本的电极材料和催化剂,并在实际应用中将其与其他水处理技术进行耦合应是是未来微生物燃料电池的研究重点。在此基础上,建立和优化微生物燃料电池数学模型,深入研究堆叠式微生物燃料电池产生的电压反转的原因也会对未来这一技术的改进提供可靠的帮助。     

微生物燃料电池阳极材料的研究概况

综述了不同种类阳极材料(碳基材料、金属基材料、改性材料、天然材料和新型材料)在微生物燃料电池中的研究进展,对阳极材料在微生物燃料电池中作用机理进行了总结。探究了不同阳极材料所产生的输出功率、功率密度、电压、电流密度以及对污染物的降解效果,分析了提升产能的原因。对微生物燃料电池阳极材料的不足之处进行了阐述,对其未来发展提出了展望。     

微生物燃料电池的研究应用进展

微生物燃料电池是利用微生物作为催化剂,氧化分解生物质同时输出电能的一种新装置,因其可将生物质中化学能直接转化为电能,可获得更高的能量转化效率,是未来缓解能源和环境问题的有效途径,引起了科研工作者的广泛关注。本文结合近几年微生物燃料电池的发展,综述了产电微生物种类、电池材料及其改性、反应器的放大以及微生物燃料电池应用方面的研究进展,分析了该领域未来发展的主要方向及面临的问题,指出筛选和诱导产电菌对不同有机底物的耐受性,开发高效价廉的电极材料以及构建易于放大的电池模式,是微生物燃料电池未来研究的重点。在此基础上,应该着重于反应器放大,深入研究其在废水处理、产氢、微生物电化学合成以及传感器方面的应用,确定其实际应用的相关参数和模型,为微生物燃料电池早日实际应用打下坚实基础。     

微生物燃料电池处理印染废水与同步产电研究进展

从微生物燃料电池单独及与其他工艺结合等方面,综述了微生物燃料电池同步处理印染废水与产电性能的研究进展,并分析评价了该技术的优势,即在有效脱色并降解复杂污染物的同时可回收电能,当与其他工艺结合时,效果更加。最后展望了微生物燃料电池在印染废水处理中的应用前景。     

微生物燃料电池的研究进展与展望

微生物燃料电池(MFCs)作为一种新型的环境生物技术,因其能很好地将有机污染物处理和能源制备结合在一起而引起各国学者的广泛关注和研究。作者介绍了微生物燃料电池的工作原理,系统地从微生物、底物、电活性介体、电极构造、质子交换膜和反应器设计等方面阐述了微生物燃料电池的研究现状。针对微生物燃料电池今后的发展和规模化应用,提出了4个研究方向:新型阴极氧化剂的研制、MFCs过程模拟、厌氧-MFCs耦合、多个MFCs电池组性能。     

废水处理新理念——微生物燃料电池技术研究进展

近年来微生物燃料电池技术在国外接连取得突破性研究成果,并迅速成为新概念废水处理的热点。介绍了微生物燃料电池技术的原理和特点,系统综述了该项技术的研究进展,重点总结了在产电菌、系统构型与材料研究等方面的最新研究成果,分析了存在的问题,在此基础上指出微生物燃料电池技术研究的重点突破方向。     

城市污泥能源化利用研究进展

城市污泥的处理处置是近年来关注的热点问题之一,其能源化利用的价值逐渐得到研究者重视。本文在对城市污泥成分和性质总结的基础上,介绍了目前污泥能源化利用的主要技术和方法,包括厌氧消化、热解和气化、燃烧和混烧、微生物燃料电池等,从原理、工艺、产物、污染控制等方面对上述方法进行了综述。通过对几种技术方法对比分析,指出燃烧和混烧可直接实现能量转化,是目前可直接应用推广的技术,但成本较高、污染气体及灰分需进一步处理处置;气化、热解可避免污染气体等二次污染,但工艺和设备较复杂,尚未实现应用;厌氧消化和微生物燃料电池技术通过微生物作用实现污泥减量和能源产出,是污泥能源化利用的研究和发展方向。     

利用藻类构建微生物燃料电池研究进展

随着全球能源短缺及环境恶化的进一步加剧,寻找可持续发展的绿色新能源技术成为各国关注的焦点,利用藻类构建的微生物燃料电池（MFCs）作为一种新兴的可持续发展技术,真正做到节能环保,一举多得。本文综述了利用藻类构建MFCs的研究现状,以藻类在微生物电池中的不同作用为出发点,介绍了以藻类为阳极基质、阳极及阴极时电池的工作机理,结合不同类型电池对藻种的选择情况,阐述了藻类构建MFCs的产电效果,回顾了藻类构建MFCs对水体污染物的去除效能,分析了影响MFCs产电效能的主要环境因素,并从经济效益、产业化、产电效率几个方面对目前藻类构建MFCs存在的问题进行了总结,同时对后期的研究进行了展望,以期为日后利用藻类构建MFCs的研究与实际工程提供理论参考。     

以微生物燃料电池技术资源化利用剩余污泥的研究进展

介绍了剩余污泥存在的问题与剩余污泥资源化利用方法,重点介绍以微生物燃料电池技术资源化利用剩余污泥的研究进展,包括直接利用剩余污泥与间接利用剩余污泥为燃料的微生物燃料电池技术方面的最新研究进展。直接利用剩余污泥作为微生物燃料电池的燃料,介绍了该方法的产电输出功率密度、污泥中总化学需氧量（TCOD）等的去除情况、污泥的减量效果等;间接利用剩余污泥作为燃料,包括剩余污泥微波预处理上清液作为燃料与剩余污泥发酵产生的挥发性脂肪酸（VFA）作为燃料,这些微生物燃料电池技术都能有效地资源化利用剩余污泥,同时达到污泥减量的目的,该方法具有广阔的应用前景。     

微生物燃料电池中阳极材料的研究进展

微生物燃料电池能在去除污染物的同时产生电能,但其功率密度差、电子转移效率低。其中阳极是影响微生物燃料电池的一个关键部分,但通常所用的阳极材料对微生物吸附不充分,而且电子传递速率慢,限制了微生物燃料电池的电流密度。因此对阳极改性和开发新型阳极材料成为了研究的重要方向。综述了关于阳极改性和新型阳极材料开发的研究进展,并对阳极材料在未来的研究方向做出展望。     

微生物燃料电池技术底物的研究进展

微生物燃料电池技术可将污水中蕴藏的化学能直接转化为电能输出,是实现污水资源化的重要途径之一,受到广泛关注。文章重点综述了微生物燃料电池技术在底物拓展方面的研究历史与现状,并针对当前研究的不足,提出了微生物燃料电池未来发展的方向。     

厌氧流化床微生物燃料电池研究进展

厌氧流化床微生物燃料电池采用液固流化床耦合微生物燃料电池技术,使流体与微生物载体颗粒充分混合,可显著提高相间传质效率,进而提升废水处理及电池产电效率。综述了厌氧流化床微生物燃料电池的工作原理及优缺点,分析了温度、pH值、外阻、电极、驯化方式、内阻、基质流速等因素对电池产电性能的影响,介绍了电池的应用前景,并对其未来主要的研究方向进行了展望。     

微生物燃料电池堆栈技术研究

微生物燃料电池是一种处理废水的同时产电的具有广阔应用前景的新型水处理技术,其堆栈技术是产生更高电压和电流的核心技术。本文介绍了微生物燃料电池的工作原理及其局限性,集中阐述了微生物燃料电池堆栈技术的挑战及可能解决问题的研究方向,为进一步研究和开发高性能的微生物燃料电池提供依据。     

用于污水处理的微生物燃料电池研究最新进展

微生物燃料电池技术目前取得了突破性的进展,并迅速成为废水处理的热点.本文介绍了微生物燃料电池的工作原理和特点,结合微生物燃料电池的发展,对其结构、运行条件,产电微生物及提高电池产电性能作了综述,探讨了提高微生物燃料电池性能的关键问题,并展望其应用前景.     

微生物燃料电池在废水处理中的应用研究进展

微生物燃料电池可以同时进行废水处理和生物发电,开启了废水处理产生清洁新能源的新途径。该文简要介绍了微生物燃料电池的发展历史,重点阐述了无介体微生物燃料电池和无膜微生物燃料电池在废水处理中的应用,概括了微生物燃料电池同步废水处理中存在的问题和工作方向,分析了利用MFC进行废水处理同时生物发电的应用前景。