微生物燃料电池电极材料的最新研究进展

微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）,是一种同步废水处理与产能的新技术——以微生物为催化剂降解废水中的有机物,将其中的化学能转化为电能。本文介绍了微生物燃料电池阳极和阴极材料以及电极催化剂的最新研究进展,讨论了提高微生物燃料电池性能的方法,即通过使用纳米材料修饰电极来提高微生物及催化剂的吸附面积、结合不同材料的优点制作复合材料做催化剂来克服单一材料的不足之处,以期研究和开发出高性能的微生物燃料电池;指出微生物燃料电池的应用前景是将微生物燃料电池与其它技术相耦合来提前实现它的实际应用。     

基于膜电极的质子交换膜微生物燃料电池

通过采用传统电化学燃料电池的技术和材料,以寻求提高微生物燃料电池的电流密度,制作基于膜电极的微生物燃料电池。通过构建温控压力机,制作了一系列膜电极(MEA),并对作为正极的多种碳材料进行了筛选。使用定制的玻璃微生物燃料电池来放置膜电极和培养Geobacter sulfurreducens,对产生的电流进行评价。细胞的生长以乙醇为唯一碳源,因而代表了一种新型的乙醇/氧气燃料电池。相比以前的设计,基于膜电极的微生物燃料电池的电极表面每个单位会多产生出100倍的电流,并且可以被长久使用。     

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.     

利用新型燃料电池型微生物电极系统快速筛选杀生剂

讨论了用于快速筛选杀生剂的燃料电池型微生物电极系统的构造和功能,用微生物电极法测定了三种杀生剂在不同剂量下的电流一时间曲线。用该方法还测定了四种杀生剂的杀生效果一时间曲线,同时也采用了传统的平板计数法进行测定。该二种方法提供了相同的结果。因此,用该方法获得的杀生效果表明了杀生剂的杀生能力,所需时间不超过２０分钟。     

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。     

酶法生物燃料电池的研究进展

酶法生物燃料电池对能量转换有许多积极的贡献,包括可更新的催化剂、燃料的多样性及室温下的操作能力,但是酶法生物燃料电池仍然被许多条件限制。文章综述了生物燃料电池的研究进展,并着重介绍了酶生物燃料电池的进展状况,提出了酶法生物燃料电池有效发展的限制性因素,找到了一种有效解决三维电极结构的方法。     

微生物燃料电池阳极材料的研究进展

微生物细胞向阳极转移电子的能力是微生物燃料电池(microbial fuel cell,简称MFC)功率密度低的重要影响因素之一,高性能的MFC阳极要易于产电微生物细胞附着生长,易于电子从微生物细胞向阳极传递,同时要求阳极内部电阻小、导电性强、阳极电势稳定.文章综述了MFC阳极材料的研究进展.     

微生物燃料电池技术的研究进展与应用

结合近年来微生物燃料电池（MFC）技术的发展,对影响MFC产电性能的因素进行了综述。分别介绍了MFC的工作原理、构型、电极材料、产电微生物以及产电机理,简述了MFC技术处理各种工业与生活废水同步产电的应用。     

可逆固体氧化物电池电极材料研究进展

可逆固体氧化物电池(RSOC)是一种全固态电化学能量转换装置,可以实现化学能和电能的高效洁净可逆转换,有望应用于智能电网领域实现削峰填谷以及规模化可再生能源的转化存储。由于RSOC需要分别在固体氧化物燃料电池(SOFC)及固体氧化物电解池(SOEC)模式下进行可逆、循环切换工作(存在放电/供电及氧化/还原气氛变化),对电极材料性能和物理化学稳定性要求高,迫切需要提高电极催化活性和氧化还原稳定性。介绍了RSOC的工作原理,综述了目前RSOC电极材料的研究成果及研究现状,分析了可逆对称电极材料在RSOC中的应用前景并展望了其未来的发展方向。     

二硫化钼纳米片用于修饰微生物燃料电池阳极的研究

利用简单的一步水热法制备了MoS2纳米片并用于修饰不锈钢纤维毡阳极(MoS2-SSFF),与未修饰不锈钢纤维毡阳极(SSFF)和多壁碳纳米管修饰阳极(CNT-SSFF)进行了对比研究。装配MFC运行的测试结果表明,MoS2-SSFF/MFC的功率密度为714 m W/m2,略高于CNT-SSFF/MFC的功率密度693 m W/m2,远高于未修饰SSFF/MFC的功率密度197 m W/m2。利用扫描电子显微镜(SEM)观察到MoS2纳米片呈簇状附着于MoS2-SSFF电极表面,显著增加了电极的比表面积。MoS2纳米片修饰改善了SSFF阳极的生物相容性,修饰电极在循环伏安测试(CV)中表现出良好的氧化还原性能。水热法制备的MoS2纳米片用于修饰阳极是一种高效、经济、简单的阳极修饰方法。     

微生物燃料电池阳极改性修饰最新研究进展

阳极是影响微生物燃料电池性能的重要因素之一,开发简易、高效的阳极改性修饰方法对微生物燃料电池的实际应用具有关键作用。对目前微生物燃料电池阳极改性修饰的最新进展展开综述,总结了分析阳极材料的方法,并对阳极修饰方法未来发展趋势进行了展望。     

pH值对高锰酸钾作阴极的微生物燃料电池阴极电位的影响

构建了一个以葡萄糖水溶液为阳极原料,高锰酸钾为阴极氧化剂的双室微生物燃料电池。考察了MnO_4溶液的pH值对MFC产电性能的影响。结果表明,在pH值不同时,其对MFC的还原电位和MnO_4的还原产物有显著影响。当pH>3时,阴极E°=+1.51V,当pH>11时,E°=+0.56V。研究表明:(1)二氧化锰沉淀是导致阴极极化的主要原因,当阴极电解液流动时可有效抑制二氧化锰的沉淀。(2)根据电池电压曲线图判断,pH值对电池的阴极电位有较大影响,电池电压的变化与阴极电位变化具有很好的一致性,但不会对阳极电位造成影响。(3)pH值对阴极电势的影响符合Nernst方程。     

微生物燃料电池研究进展

微生物燃料电池的研究早在二十世纪七十年代就有开展,但是直到最近两年,随着其功率的提高才成为研究热点。其基本原理与与燃料电池相似,但可以利用更复杂的燃料(如葡萄糖,蔗糖,乙酸盐等)来产生电流,因此可以在处理污水的同时实现电力输出。文章就其基本原理,最新研究方向和在污水处理方面的应用做了简单介绍,并对其前景进行了展望。     

单室直接微生物燃料电池的阴极制作及构建

在研制含铁离子阴极电极板的基础上,构建了单室直接微生物燃料电池. 通过实验考察了单室无介体微生物燃料电池的产电规律及阴极板中铁离子含量对产电的影响. 实验证明,单室直接微生物燃料电池是可行的,电能的输出主要依赖吸附在电极表面的细菌形成的生物膜,而与悬浮在溶液中的细菌及溶液中的其他物质基本无关. 在单室无介体微生物燃料电池的阴极板中添加铁离子,通过铁离子在二价和三价间的循环转化,提高了电子的传递速率,加快了质子和氧气的反应,电池的输出功率达到14.58 mW/m2.     

Rhodoferax ferrireducens微生物燃料电池中钒化合物的催化性能

以Rhodoferax ferrireducens菌为产电微生物,构建了可进行二次循环充电的微生物燃料电池,进行了NaVO3阳极催化和钒络合物K3[VO(O2)2(OOC-COO)] (KVC)阴极催化的研究. 结果表明,NaVO3浓度为4 mmol/L、外电阻510 W时,钒化合物阳极催化最大输出电流可达0.581 mA,与无任何催化剂存在的情况相比,输出电流提高0.272 mA;KVC阴极催化同样能够提高电池的性能,最佳钒络合物催化浓度为25 mmol/L时,最大输出电流可达0.949 mA;阴阳极室中同时加入催化剂后,电池输出电流进一步提高,最大输出电流可达1.06 mA.     

电极改性强化微生物燃料电池产电同步降解有机污染物研究进展

微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物作为催化剂就能实现同步产电及降解有机污染物的绿色能源装置.电极作为MFC的重要组成部分,在提高污染物降解及产电能力方面发挥着至关重要的作用.介绍了MFC电极,主要包括碳基/合成材料修饰电极、导电聚合物/复合物修饰电极、金属/金属氧化物修饰电极及其他材料修饰电极及其最新研究进展,对...