微生物燃料电池阴极电子受体与结构的研究进展

从工程应用的角度分析了微生物燃料电池的结构变化趋势;从电化学角度介绍了几种两室微生物燃料电池中阴极室采用不同电子受体对提高电池输出功率的影响和单室空气阴极微生物燃料电池的研究现状及应用前景;分析了电池组在电池放大过程中可能存在的串挠和电压反转等问题,为微生物燃料电池的工程应用提供了理论参考。     

阴极电子受体对微生物燃料电池性能的影响

以双室型微生物燃料电池为试验装置,比较铁氰化钾、重铬酸钾、高锰酸钾作为阴极电子受体时微生物燃料电池的电压和功率输出。结果表明,高锰酸钾与重铬酸钾混合电子受体对微生物燃料电池性能的提高没有显著效果,不如两者的单独表现;高锰酸钾对应的最高输出电压可达1 160 mV,但很不稳定,会很快下降到600 mV左右,在实际应用中有一定障碍;在酸性条件(pH=3.0)下,重铬酸钾的开路电压为1 081.2 mV,最大输出功率密度为35.1 W/m3,电池内阻为170.27Ω,而且表现稳定,是理想的阴极电子受体。     

微生物燃料电池在废水处理中的应用进展

介绍微生物燃料电池技术在废水处理中的优势及其在各种废水中处理的研究进展情况并展望其发展前景。     

乳制品废水作为微生物燃料电池底物的研究

用乳制品废水作为阳极室底物构建双室MFC反应器,厌氧池污泥混合菌作为生物催化剂,阴极室分别使用不同浓度的KMnO4溶液和溶解氧DO作为电子受体,调节MFC影响因子与该厌氧池对应,计算试验数据并与厌氧池废水处理效果进行比较,同时观察MFC的产电性能。结果表明:双室MFC的产电效率和稳定性随着阴极室KMnO4浓度的升高而提高;当溶解氧DO作为电子受体时,MFC产电性能较低,具有成本低、无污染的优点;经不同组MFC分别处理乳制品废水后,COD去除率均优于普通厌氧池的处理效果。     

微生物燃料电池运行影响因素的研究

研究自行设计的微生物燃料电池在常温常压下,以厌氧污泥为接种源,以葡萄糖为底物原料,以不同溶液作为电子受体的条件下测试其稳定运行的影响因素与工艺条件。实验结果表明:该微生物燃料电池可稳定运行约30d,并在注入新的底物后,电压又快速回升至稳定电压。以铁氰化钾溶液作为电子受体,输出电压可达0.75V,输出功率为2100mW/m~2;以高锰酸钾溶液作为电子受体,输出电压为1.023V,输出功率为2638mW/m~2。     

微生物燃料电池处理养猪废水实验研究

针对养猪废水COD浓度大和可生化性强的特点,建立微生物燃料电池处理养猪废水,考察微生物燃料电池对COD去除效果,研究不同pH值和电导率对微生物燃料电池去除养猪废水COD影响。结果表明,当COD浓度从1325mg/L增加到9020mg/L,电池输出电量从9.7C增加到44.1C;调节养猪废水pH为6.5、8.4和10.2,NaCl溶液控制三组实验电导率为3300μs/cm,微生物燃料电池最大输出电压分别为288mV、366mV和450mV,COD去除率为58.4%、60.8%和76.4%;pH为10.2,投加NaCl浓度分别为(0、150和300)mmol/L,废水COD去除率分别为61.6%、67.0和68.4%。     

从废水中回收能源--微生物燃料电池和发酵生物制氢技术

利用微生物在废水处理的同时获得能量主要有3种方式,分别是厌氧产沼气,发酵生物制氢和微生物燃料电池技术.利用厌氧微生物处理污水,在去除COD的同时获得沼气是比较成熟的技术,而后两种的研究开展较晚,仍处于实验室研究阶段.但微生物燃料电池和发酵生物制氢技术发展迅速,而且可以有机结合.文中对两者的基本原理和最新研究进展进行了介绍,并对其发展前景进行了展望.     

微生物燃料电池中产电微生物的研究现状

随着我国社会的不断发展进步,各种环境污染问题成为科技发展首要控制的环保因素。微生物燃料电池是新开发的一种能源,其原理是利用微生物将有机物中的化学能转化成电能的过程,从而形成一种产电的装置,产电微生物作为一种催化剂来说,对微生物燃料电池有着至关重要的作用。产电微生物的种类不同也决定着他们的电子转移能力不同,导致微生物燃料电池的产电性能也不相同,电池的不同也致使了他们在实际工程中有着不同的用途。日常生活中产生的废水、沉积物等含有大量微生物的物质都可以成为产电微生物的工作来源,可以在任何环境下选取有效的产电微生物来作为微生物燃料电池的生物催化剂。文章主要对微生物燃料电池中的产电微生物进行了研究,并且对如何更好地发展微生物燃料电池进行了讨论。     

微生物燃料电池耦合处理重金属-有机废水性能研究

以双室微生物燃料电池(MFC)为研究对象,构建阳极为糖蜜废水、阴极为不同金属离子废水的微生物燃料电池,对其产电性能和去污能力进行测定。结果表明:微生物燃料电池可同时处理有机废水和金属离子废水,其中,Ag~+为阴极液时,其MFC稳定性最好,最高输出电压为198 m V、最大功率密度为23.1 m W/m~2、内阻为500Ω,Cu~(2+)为阴极液时分别为149 m V、13.9 m W/m~2、600Ω,Zn~(2+)为阴极液时分别为16 m V、1.9×10~(-6)m W/m~2、900Ω。阳极化学需氧量(COD)去除率以Ag~+为阴极液时最高,可达72%,Cu~(2+)和Zn~(2+)分别为54%和19.2%。阴极金属离子去除率Ag~+为72%、Cu~(2+)42%、Zn~(2+)19.8%。     

ELECTRICITY GENERATION COMPARISON OF TWO-CHAMBER MICROBIAL FUEL CELLS WITH DIFFERENT MEMBRANE

以乙酸钠为碳源,铁氰化钾溶液为电子受体,以普通双极膜(膜A)、特种双极膜(膜B)和质子交换膜(膜C)构建的微生物燃料电池进行产电性能的实验研究.得到如下实验结果:膜A开路电压为0.77V,最大体积功率密度为3.23W/m3,由线性拟合方程可知其内阻为91.22Ω;膜B电池的开路电压0.748V,最大体积功率密度为3.52W/m3,内阻为92.26Ω;膜C电池的开路电压为0.796V,最大体积功率密度为3.75 W/m3,内阻为79.29Ω.结果表明:各种膜在微生物燃料电池产电性能方面相近.通过膜效率的分析,在微生物燃料电池中,采用离子交换膜替换价格昂贵的质子交换膜是可行的.     

燃煤锅炉烟气脱硫废水处理技术研究进展

总结了烟气脱硫(WFGD)废水的处理治疗技术特点,为WFGD废水的未来发展提供了一定之道。阐明了WFGD废水处理特性及其对工厂废水系统的关键影响。据认为,脱硫废水处理技术一般分为四类,即传统处理技术,如化学沉淀,微生物处理,废热烟气蒸发利用等技术处理,同时期待中国脱硫废水处理的未来发展。     

泡沫镍空气阴极微生物燃料电池的产电特性

研究了泡沫镍阴极的制备和对单室微生物燃料电池产电性能的影响。研究发现,当阴极PTFE扩散层超过4+1层时,MFC的功率密度随扩散层数增加而逐渐下降;当阴极扩散层为五层(4+1层)时,微生物燃料电池最大功率密度最大,达到31.3 W/m3,电池的库仑效率为25%;当使用7+1层PTFE扩散层时,电池功率下降到25.6 W/m3;泡沫镍阴极厚度对阴极性能影响不大;研究发现,滚压后再涂一层扩散层能够抑制泡沫镍阴极的长期运行的析盐。     

单室空气阴极微生物燃料电池处理模拟生活废水同步产电研究

以某生活污水处理站厌氧池活性污泥为混合菌种,以葡萄糖为模拟生活废水,构建单室微生物燃料电池.利用微生物燃料电池实验生活废水降解与同步产电.实验结果表明:当葡萄糖浓度控制10mmol·L-1,pH值为7,温度控制在35℃时,其输出电压最大为0.486V,COD去除率最高为46.11％.微生物燃料电池(MFC)具有最佳的电化学性能.     

微生物燃料电池基本组成部件的研究进展

结合近期微生物燃料电池的发展,介绍微生物燃料电池工作原理及电子转移机制,深入探讨其主要组成部件与发展趋势,根据产电菌氧化反应所需碳源和能源不同,着重从微生物学角度对产电菌进行分类,指出并分析其实际应用与推广的瓶颈所在,为微生物燃料电池的发展提供新思路。     

微生物燃料电池中多孔电极内电解液的复杂流动机理研究

微生物燃料电池（简称MFC）是一种能够把微生物作为催化剂分解有机物质从而产生电能的新型环境友好型能源装置.到目前为止,对于微生物燃料电池内在连续流的条件下流体穿过多孔阳极的对流现象,人们已经做了大量研究.然而,流体穿过多孔阳极的力学机理和多孔介质与MFC的定量关系还不是很清晰.实验发现当MFC装置的距离在某个特定范围时输出功率明显增大.基于这些实验得到的数据,我们利用格子Boltzmann方法研究了阳极与阴极之间的距离和多孔阳极达西数对MFC输出功率的影响.结果表明阳极与阴极之间的距离影响MFC中流体的速度和流体在多孔阳极中的滞留时间.此外,还发现多孔阳极的达西数能够影响MFC的输出功率.     

单室微生物燃料电池产电特性研究

采用石墨板为阴极构建了单室空气阴极微生物燃料电池(MFC),以混合菌种接种,并以乙酸钠和碳酸氢钠为碳源,研究了该MFC在间歇运行条件下的产电性能、电池内阻情况和COD去除率。结果表明,最高输出电压随着周期数增加而增加,由0.075 9 V上升到0.200 6 V,最大输出功率密度为34.80 mW/m2;在一个运行周期内,电池内阻随着时间的延长而逐渐增大,由376.6Ω上升到682.0Ω,电池内阻的增大将导致输出电压降低。COD去除率由起始的49.23%达到最大值86.99%,说明此单室空气阴极微生物燃料电池在产电的同时处理污水的效果也较好。     

基于BOOST变换器的MFC最大功率跟踪控制

针对微生物燃料电池存在的输出功率低、运行稳定性差等问题,建立微生物燃料电池仿真实验平台,设计改进的扰动观测最大功率跟踪控制算法,通过调节Boost变换器的占空比,对微生物燃料电池进行最大功率跟踪控制。仿真实验结果表明,改进的扰动观测最大功率跟踪控制能及时追踪微生物燃料电池的最大功率点,显著提高稳态输出功率并减小输出功率脉动,有效改善微生物燃料电池的供电质量。     

微生物燃料电池电能产生及污废水处理的研究进展

微生物燃料电池（microbial fuel cell, MFC）是采用微生物催化的电化学系统,可用于污废水处理领域。目前关于MFC的研究多集中在提高产电能力和去污效能方面。通过综述近期MFC的研究进展,建议该技术在污废水处理领域的研究重点放在产电微生物筛选培养、低成本电极材料修饰研发、调控MFC运行条件等方面,并应加强MFC与序批式反应器（sequencing batch reactor, SBR）、厌氧好氧（anoxic oxic, A/O）、膜生物反应器（membrane bio-reactor, MBR）等常见污废水处理工艺耦合联用的研究。     

微生物燃料电池阳极材料研究进展

微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）是一种新型的生物电化学装置,能将可生物降解有机物中的化学能直接转化成电能,而阳极材料性能是影响MFC性能的重要因素之一。通过对阳极材料进行改性和修饰可以有效地增大其比表面积、生物相容性等,以提高其微生物负载率和电子传递速率,进而提高MFC的产电性能。本文全面介绍和总结了近年来国内外关于微生物燃料电池阳极材料的研究进展,分析微生物燃料电池阳极材料在规模放大应用中存在的问题,并对微生物燃料电池阳极材料今后的发展方向进行了展望。     

含油废水生物处理工艺综述

生物处理是含油废水处理工艺的核心,可实现溶解性有机污染物和含氮化合物的绿色高效去除。针对含油废水的水质特点,总结了现有的含油废水生物处理工艺,包括好氧生物处理、厌氧生物处理和组合生物处理,分析了不同工艺的适用性和优缺点,为含油废水生物处理工艺选择提供参考。