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。     

利用小球藻构建微生物燃料电池

利用分离的小球藻(Chlorella vulgaris)构建了光合微生物燃料电池,考察了小球藻加入阴阳极和以废水为底物的电池产电性能及机理. 结果表明,构建的微生物燃料电池是可行的,电能输出主要依赖吸附在电极表面的藻,而与悬浮在溶液中的藻基本无关. 光照是该燃料电池电压变化的主要影响因素之一. 在阴极室中添加铁离子,通过其二和三价间的循环转化,提高电子的传递速率,加快质子和氧气的反应,电池的输出功率密度达到11.82 mW/m2,COD去除率达到40%. 这种电池将化学能、光能转化为电能的同时可处理污水并回收小球藻.     

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。     

无中间体无膜微生物燃料电池的构建与运行

微生物燃料电池(MFC)是一种以微生物为阳极催化剂,将化学能直接转化成电能的装置.构建了一个无中间体、无膜的微生物燃料电池,电池以生活污水为初始接种体,以葡萄糖水溶液为原料,考察了溶液浓度、外电阻、温度、氧气和苯酚加入等因素对电池性能的影响,分析了电池中微生物的生化反应动力学特征.结果显示:微生物燃料电池中电流的产生主要是依靠电极表面吸附微生物直接将代谢产生的电子传递给电极表面所致;电池适宜温度为35℃,氧气的存在不利于电池电流输出;在低浓度范围内(＜500 mg·L-1),电池电压输出与溶液浓度之间符合Monod方程;电池电压与外电阻之间呈直线关系(V = 525(418i,相关系数r = 0.998),由此可推出,电池内电阻为418 (;而经过长期驯化,电池能适应苯酚的存在,但苯酚降解对电池电流的输出贡献较小.     

炼厂含油污水微生物燃料电池的启动及性能研究

炼厂含油污水蕴藏巨大化学能,利用微生物燃料电池技术处理含油污水可在水质净化的同时以电能的形式回收此能量。研究以炼厂含油污水为燃料构建并启动双室微生物燃料电池,考察电池产电特性及对含油污水的降解特性。结果表明:电池输出电压随阳极溶液浓度的增大而升高;电池开路电压为550.49 mV,最高输出功率密度262.8 mW m 3,内阻957,其中,欧姆内阻482,占总内阻的50.4%;对进水水质指标检测和GC-MS分析结果显示,电池对含油污水COD的降解达到81.8%,实验用含油污水有机组成主要为挥发酚、芳香烃和脂肪烃,其中挥发酚、芳香烃等特征污染物被优先吸附降解,并产生酸酯类、醇类等典型的厌氧代谢产物。     

无介体微生物燃料电池性能研究

分别以Geobacter metallireducens、海底沉积物和厌氧污泥中微生物为模式微生物;用醋酸、人工海水和生活污水为底物构建直接微生物燃料电池,进行了生物膜的形成过程及影响因素的分析.结果表明:阴阳极间电势差不是生物膜形成的主导因素,阳极搅拌作用影响生物膜的生长状况,进而影响电能输出,短暂断路对生物膜无影响.将石墨电极更换为涂有碳载铂催化剂的碳纸电极,输出电能密度增加了70%.同时证明无介体微生物燃料电池可利用微生物和底物的多样性.     

阴极液及溶氧对微生物燃料电池性能的影响

研究微生物燃料电池在几种不同阴极液和曝气条件下处理餐饮废水及同步发电的性能。分别对以NaCl、K_3[Fe(CN)_6]和Na Cl+K_3[Fe(CN)_6]三种溶液为阴极液的微生物燃料电池进行了实验运行,对比分析了其产电性能和净水效果;对阴极室曝气和自然复氧两种条件下微生物燃料电池整体性能进行了对比研究。实验结果表明,阴极液和曝气条件的变化会影响微生物燃料电池的发电性能和净水效果。在以NaCl+K_3[Fe(CN)_6]混合液为阴极液且阴极室曝气的条件下,以餐饮废水为底物的微生物燃料电池的废水处理效果和产电能力最佳,相应的食堂原废水的产电电流密度稳态值为8.7m A·m~(-2),COD去除率为46.2%;模拟废水的产电电流密度稳态值为6.84 mA·m~(-2),COD去除率为33.1%。选择合适的阴极液和曝气状态,微生物燃料电池可有效处理餐饮废水并取得良好的发电性能。     

同步废水处理及产电的微生物燃料电池研究进展

同步废水水处理及产电的微生物燃料电池是利用生物催化剂直接把化学能转化为电能,具有能量转化率高、污泥产率低、反应条件温和等优点。本文阐述了微生物燃料电池的工作原理及电子传递机理,综述了其最新的研究进展,并对微生物燃料电池在污水处理领域的发展方向作了展望。     

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。