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。     

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。     

运行因素对猪场废水微生物燃料电池产电性能的影响

以猪场废水为基底构建双室微生物燃料电池,分别研究温度、pH和阳极液搅拌对微生物燃料电池(MFC)产电性能和废水净化效果的影响。结果表明,在一定范围内,温度的提升有助于增强微生物的电化学活性,微碱性条件下MFC的输出电压和功率密度更佳,阳极室的搅拌有利于提升电池产电和除污性能。实验确定了基于猪场废水处理微生物燃料电池的较优运行因素,为推动微生物燃料电池在污水处理方面的实际应用提供参考。     

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。     

微生物燃料电池处理含铬废水并同步产电

以葡萄糖为阳极燃料、含铬废水为阴极液,碳毡为阳极、石墨板为阴极构建了双室微生物燃料电池,考察了阳极条件(底物浓度)及阴极条件(pH、初始六价铬浓度)对含铬废水的降解及MFC的产电性能的影响.结果表明低阴极液pH和高初始Cr(Ⅵ)浓度能改善MFC产电性能.当pH=2、初始六价铬浓度为177 mg/L、反应时间为10 h时,最大输出功率为108 mW/m~2,六价铬去除率为92.8%.阳极底物浓度对微生物燃料电池的性能也有影响.在微生物燃料电池中,阴极极化较小,表明该燃料电池有稳定的性能,微生物燃料电池对含铬废水的处理有应用潜力并能同步产电.     

光催化紧密耦合微生物燃料电池研究综述

光催化紧密耦合微生物燃料电池技术(ICPB)是将光催化与微生物燃料电池结合起来,同时具有光催化及微生物燃料电池(MFC)双重优点.影响其性能的因素主要有光催化剂,阴极和阳极.其主要原理是通过光催化将不易降解的大分子分解成小分子,进而被微生物通过新陈代谢作用氧化降解.ICPB比单一光催化或MFC更具有优势,本文从光催化剂的种类,光催化剂与MFC紧密耦合的方式以及IPCB的优势等方面进行了综述,并对未来的研究进行了展望.     

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。     

微生物燃料电池阳极的研究进展

产电微生物与电池阳极之间的电子传递效率是影响微生物燃料电池（MFC）产电性能的重要因素之一.通过对阳极材料的改进和修饰可以有效地降低阳极反应的活化能垒,提高电子传递效率,进而提高MFC产电性能.详细介绍了近年来MFC阳极材料的国内外研究进展,并针对当前研究所面临的问题,提出了今后MFC阳极的发展方向.     

微生物燃料电池对废水中对硝基苯酚的去除

在以碳纸为阳极、空气电极为阴极、葡萄糖和对硝基苯酚为混合燃料的直接空气阴极单室微生物燃料电池中,考察了微生物燃料电池(MFC)对对硝基苯酚的降解及MFC的产电特性.结果表明MFC对废水中不同浓度的对硝基苯酚均有一定的去除效果,400 mg/L的对硝基苯酚降解4d的去除率74.1%,降解6 d的去除率为82.1%.MFC的输出电压最高为0.293V(外阻1 000Ω),最大输出功率密度为56.5 mW/m3.     

微生物燃料电池在污水处理领域应用的最新进展

微生物燃料电池(Microbialfuel cell,MFC)是一种利用微生物的催化作用将有机物中的化学能转化为电能的新型技术,它作为种新型的清洁能源,符合循环经济、清洁生产和可持续发展的要求.文章综述了微生物燃料电池技术在废水处理领域的最新研究进展,并对WC技术的未来发展进行了展望.     

微生物燃料电池数学模型的研究进展

微生物燃料电池(MFC)可以在微生物的作用下,将有机物的化学能转变成电能,是一种新兴的燃料电池。MFC数学模型有助于简化MFC工作过程,可通过控制参数得到最大产电效率。根据反应所需极室个数,将MFC数学模型分为两大类:单室模型和双室模型。介绍了MFC数学模型近年来的研究进展,论述了代表性模型的优缺点及发展方向。     

利用生物活性炭提高微生物燃料电池产电性能

通过比较三组微生物燃料电池（MFC）的产电性能,考察使用生物活性炭（BAC）对提高MFC产电性能所起的作用。它们分别是：在阳极室内未投加活性炭的、投加了柱状活性炭的和投加了小颗粒活性炭的3种MFC。投加时机是在电池启动阶段,此时微生物在活性炭上驯化出生物膜,即形成生物活性炭,目的是辅助阳极富集更多微生物。结果表明,投加了小颗粒活性炭的MFC在产电性能和污水处理上具有优势。该电池最大容积功率密度达到1540 mW/m³ ,COD去除率达到了88%。     

GO/PEDOT复合材料修饰阳极的制备及其在MFC中的应用

微生物燃料电池（MFC）是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置,通过改善阳极特性可以有效提高微生物燃料电池的产电性能。通过恒电流法电沉积制备了氧化石墨烯/聚3,4-乙烯二氧噻吩（GO/PEDOT）复合材料修饰碳毡（CF）阳极。通过循环伏安法和交流阻抗法考察了电极特性。将其应用到微生物燃料电池中,对其产电性能进行评价。结果表明,GO/PEDOT-CF电极具有较大的比表面积和优良的电化学性能;以GO/PEDOT-CF为阳极的微生物燃料电池,产电性能良好,其最大功率密度和最大电流密度达到1.138 W·m^-2和4.714 A·m^-2,分别是未修饰阳极的4.80倍和5.51倍。因此,GO/PEDOT复合材料是一种优良的阳极修饰材料,可有效提高MFC的产电性能。     

微生物燃料电池空气阴极和扩大化的研究进展

分别从空气阴极材料和阴极构造的角度对空气阴极微生物燃料电池的研究进展进行了综述,并讨论了扩大化MFC的研究进展。     

燃料电池的发展趋势

介绍了燃料电池的工作原理、优缺点;同时以燃料电池应用为背景,综述不同类型的燃料电池如车用质子交换膜燃料电池、航天飞行器用再生燃料电池、小型便携式产品用直接甲醇燃料电池、中小型电站用固体氧化物燃料电池(SOFC)、微生物燃料电池(MFC)的技术发展现状与研究热点,并指出了未来燃料电池的发展趋势.     

高效双室微生物燃料电池的运行特性

微生物燃料电池(MFC)在产生电流的同时还能处理糖蜜废水和电镀废水,并能从电镀废水中回收金属单质。本实验确定了电镀废水阴极液对双室微生物燃料电池产电性能的影响,阴极液分别采用银离子、铜离子和锌离子溶液作为MFC的阴极液,其初始浓度均配成1000mg/L。结果表明,锌离子作为阴极时MFC的产能效果最不理想,功率密度仅为1.9×10-6mW/m2。阴极为铜离子溶液时,可以获得相对大一些的功率密度(13.9mW/m2)。产能效果最好的是银离子阴极MFC,在电流密度为82.7mA/m2其获得最大功率密度为23.1mW/m2,COD去除率为71%,且其重金属去除率最大(72%),远远高于锌离子和铜离子。研究表明,重金属离子可以作为微生物燃料电池的阴极电子受体,MFC可以将有机废水中的化学能直接转化为电能,同时将重金属还原,具有显著的环境效益和经济效益。     

微生物燃料电池处理含油废水研究进展

介绍了微生物燃料电池(MFC)的产电机理,总结了不同含油废水处理方法的特点以及微生物燃料电池对含油废水的处理效果。指出未来在含油废水处理领域MFC的发展重点是优化反应器性能,开发高效廉价的阴极催化剂,研究产电微生物与油类降解菌之间的协同作用,并阐明油类物质在MFC中的降解机理以及与传统的水处理工艺耦合使用,以最大限度的提高含油废水处理效果。     

乳酸菌微生物燃料电池产电性能及产电机理研究

采用双室微生物燃料电池（MFC）,以乳酸菌为产电微生物,并以葡萄糖为唯一的电子供体,研究MFC的产电性能以及乳酸菌MFC产电机理。在30 ℃下,底物浓度为1.5 g/L时,该MFC的开路电压稳定在500 mV。实验条件下测得该MFC的最大功率密度为393.23 mW/m²,内阻约为500 Ω。利用气相色谱分析乳酸菌MFC产电过程中代谢产物的含量变化,实验数据表明无论是不参与产电的正常代谢途径还是产电过程中,都涉及到乳酸菌的同型乳酸发酵途径、异型乳酸发酵的经典途径和双歧杆菌发酵途径。在乳酸菌MFC运行过程中人为添加乙醇,该实验结果显示乙醇不利于乳酸菌产电,表明乳酸菌的异型乳酸发酵途径是乳酸菌进行产电的关键代谢途径。     

3D打印微生物燃料电池阳极及其性能特性

微生物燃料电池是一种处理废水同时产生电能的新型装置,阳极作为微生物燃料电池的重要组件极大地影响电池性能。针对微生物燃料电池传统三维电极结构不合理导致电极内部物质传输受限,电池功率密度较低的问题,本文采用3D打印技术并碳化的方式构建了结构可控的微生物燃料电池阳极,通过热重分析得到合适的碳化条件,并通过进一步的电化学分析和电极微观形貌拍摄研究了电极内部孔道结构对微生物生长情况和电池性能的影响。实验结果表明：电极孔径尺寸为0.4mm时,电池具有最优性能,其最大功率密度达12.85W/m²,比采用碳布阳极的MFC提升10倍,较采用碳毡阳极的燃料电池高38%;具有可控孔道结构电极的传荷阻抗和传质阻抗是限制电极性能的主要因素,通过优化孔道尺寸和结构分布可降低其传荷及传质阻抗,可以进一步提升电池性能。     

GO/PEDOT复合材料修饰阳极的制备及其在MFC中的应用

微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置,通过改善阳极特性可以有效提高微生物燃料电池的产电性能。通过恒电流法电沉积制备了氧化石墨烯/聚3,4-乙烯二氧噻吩(GO/PEDOT)复合材料修饰碳毡(CF)阳极。通过循环伏安法和交流阻抗法考察了电极特性。将其应用到微生物燃料电池中,对其产电性能进行评价。结果表明,GO/PEDOT-CF电极具有较大的比表面积和优良的电化学性能;以GO/PEDOT-CF为阳极的微生物燃料电池,产电性能良好,其最大功率密度和最大电流密度达到1.138W·m?2和4.714 A·m?2,分别是未修饰阳极的4.80倍和5.51倍。因此,GO/PEDOT复合材料是一种优良的阳极修饰材料,可有效提高MFC的产电性能。