海底微生物燃料电池阳极钯改性及电化学性能

阳极性能是限制海底微生物燃料电池输出功率的重要因素,通过阳极改性有望提高电池性能。利用循环伏安电沉积方法在电池阳极沉积钯颗粒,并研究了钯改性阳极的电化学性能。结果表明:钯改性阳极具有较高的交换电流密度;钯改性阳极构建的电池内阻较低,输出功率密度较高。2 mmol/L的Pd Cl2溶液改性阳极性能较好,交换电流密度是未改性阳极的1.18倍,电池功率密度是未改性的4.9倍。在电子向阳极传递过程中,推测钯粒子分别接收细胞色素和胞外氢化酶传递的电子,加速电子跨膜转移,并提出了一种新的电子转移模式。     

生物燃料电池

简介了生物燃料电池的概念和工作原理 ,回顾了生物燃料电池的发展历史。对 80年代后两种生物燃料电池———微生物燃料电池和酶燃料电池的研究动态分别进行了总结 ,并对目前存在的主要问题进行了分析。阐述了当前研究的发展方向 ,预计随着燃料电池研究热潮的再度兴起和生物技术的高速发展 ,生物燃料电池技术研究将取得显著进展     

微生物燃料电池电化学和生物技术研究进展

微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)是以微生物作为催化剂,将废水中蕴含的化学能转化为电能的新型生物能源利用技术。与微生物相关的生化与电化学反应是决定MFC性能的关键过程。为了探求产电菌的生化与电化学特性,需采用一定的生物与电化学技术进行表征。对MFC中电化学和生物技术的研究进展进行综述,对常用的电化学方法如极化曲线、循环伏安法、内阻的测量进行汇总,对生物技术手段如生物膜的群落分析、生物量的测量以及细菌形态的观察进行论述,对其今后的应用前景进行了展望。     

微生物燃料电池阳极材料的最新研究进展

微生物燃料电池以微生物为催化剂,既可以处理废水又可以产生电能,是一种具有很好应用前景的新兴技术。综述了近年来用于微生物燃料电池阳极材料的最新研究进展,着重综述了炭材料的处理、炭材料的修饰对微生物燃料电池产电性能影响的研究进展。分析了微生物燃料电池阳极材料大规模应用主要存在的问题,并对微生物燃料电池的应用前景做出展望。     

微生物燃料电池电极材料的研究进展

微生物燃料电（Microbial fuel cell,MFC）的研究在近几年获得了快速发展。微生物燃料电池的研究与应用开发涉及到从微生物、电化学到材料学和环境工程等科学领域。简要介绍了MFC的工作原理和电子传递机制;着重叙述了微生物燃料电池阳极材料的研究进展;最后展望了微生物燃料电池的研究和应用前景。     

正负极互换式小球藻光合微生物燃料电池性能

交替利用小球藻的光合作用和呼吸作用,设计、搭建了正负极交替互换式微藻燃料电池模型,考察了该电池的启动时间,产电性能与燃料(还原糖)浓度、温度等影响因素的关系,最后探讨了该电池的产电机理。结果表明:电池构建成功并产电,启动电池时间大约400 min。运行过程中,还原糖浓度变化在4.38~6.0 g/L时,电压保持稳定。在45~50℃范围内,该电池表现出良好的工作性能,输出电压达到550 m V。电池经过多次正负极交换后,电压绝对值呈循环变化趋势。碳毡电极表面可见明显的小球藻生物膜,据此推测,生物膜上产生的电子通过电极直接经外电路传递到阴极,而阴极则如设计,小球藻光合作用产生的氧气接收电子。建议可提高小球藻在电极表面形成生物膜的速度来提高电池的性能。     

流型对固体氧化物燃料电池性能的影响

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一个伴随流动、传热和电化学反应的复杂系统,它的性能在很大程度上取决于电池的系统结构.基于容阻特性建模和分布集总参数方法,在已建立的一维内重整固体氧化物燃料电池数学模型的基础上,分别建立了顺流型和逆流型固体氧化物燃料电池的仿真模型,并比较和分析了燃料电池的稳态分布特性和动态特性.仿真结果表明顺流型固体氧化物燃料电池能更好地满足动力系统性能和安全方面的需求.     

超高效微生物燃料电池

据悉,现在美国奥勒冈州立大学研究团队用新材质、新技术与新菌种,历经数年提炼尝试后,可让每立方米的弃物产出两千瓦电力。     

微生物燃料电池负极及其改性研究进展

微生物燃料电池的性能与其负极材料的种类、生物相容性以及微生物与电极间的电子传递阻力密切相关。主要从含氮化合物、复合物/聚合物、金属化合物等方面综述了微生物燃料电池负极材料及其改性研究进展。     

微生物燃料电池阳极材料的研究进展

阳极材料作为产电微生物积聚和电子迁移的中间枢纽,其技术的发展对微生物燃料电池(MFC)性能改善至关重要。以传统基底材料为基础,分别从阳极材料表面改性和修饰角度,对MFC性能改善的作用机理和研究进展进行论述,归纳常见复合材料修饰类型,为开发高效的MFC阳极提供参考依据。     

高锰酸钾用于生物燃料电池阴极电子受体

为提高生物燃料电池(MFC)的输出功率和有机物的降解效率,实验以KMnO4为阴极电子受体,泡沫金属为阳极.葡萄糖模拟废水为基质,设计了新型双室生物燃料电池,考察了KMnO4浓度、pH值对MFC产电性能的影响.结果表明,KMnO4浓度为500 mg/L时,MFC的最大开路电压可达1.68 V,最大输出比功率为8 657 mW/m3,电池的内阻为232 Ω.同时化学需氧量(COD)去除率为87.1%,库仑效率为45.2%.阴极液的pH值对电池的产电性能有显著影响,酸性溶液条件下有利于改善电池的性能.本研究设计的MFC可有效地降解有机物回收电能,同时提高了电池的产电能力,具有显著的经济、环境效益和应用前景.     

阴极液环境条件对生物燃料电池性能的影响

以铁氰化钾为阴极电子受体,葡萄糖模拟废水为燃料,构建了无媒介体双室生物燃料电池,考察了阴极液中铁氰化钾浓度、pH值、离子强度对电池性能的影响.结果表明:增大铁氰化钾浓度,可以降低MFC的内阻,提高MFC的开路电压和输出功率.铁氰化钾质量浓度由0.5 g/L增加到10.0 g/L,MFC表观内阻由713 Ω降低到151 Ω,MFC最大输出功率由802 mW/m3增加到4 061 mW/m3;K,3Fe(CN)6质量浓度为0.5 g/L时,在阴极液中加入3 g/L NaSO4电解质,MFC的内阻由713 Ω降低到253 Ω,输出功率由802 mW/m3增加到1 820 mW/m3;阴极液的pH值对电池的发电性能也有影响.     

质子交换膜燃料电池堆电气性能试验研究

对5 kW质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆的电压一电流特性、温度特性、压力特性、反应气体计量比特性等进行了测试.并从电化学热力学和动力学两个角度初步分析了各运行参数对电堆性能的影响机理.试验表明,适当升高温度和反应气体压力有利于改善PEMFC电堆的性能,氢气、空气计量比分别为1.2和2.5时,该电堆性能最好.     

添加剂对直接甲醇资料电池性能的影响

对直接甲醇燃料电池的研究提出了一种全新的思路 :在甲醇溶液中加入添加剂 ,通过添加剂与阳极电催化剂的协同效应 ,抑制CO对电催化剂的毒化作用 ,提高了电催化剂的催化活性 ,从而使直接甲醇燃料电池性能有了明显的提高。实验结果表明 :在CH3 OH浓度为 1mol/L ,流量为 6mL/min、空气压力为 0 .0 5MPa、温度低于 60℃的条件下 ,添加剂浓度为 0 .1mol/L时效果最佳。该添加剂特别适用于低温 (低于 60℃ )直接甲醇燃料电池     

双氧水对自呼吸式燃料电池性能的影响

将双氧水加入到阳极燃料甲醇溶液中来研究其对DMFC性能的影响。双氧水作为阳极助氧化剂将甲醇催化氧化产生的中间体CO氧化成气体CO2排出,从而减少中间体在催化层表面的吸附,增强催化剂的催化性能,从而提高电池的输出性能。通过探讨不同双氧水浓度和不同温度情况下,甲醇催化氧化的氧化峰电流密度及自呼吸式燃料电池的极限功率密度,阻抗等性能来分析双氧水在其中的作用。结果表明低浓度的双氧水确实能提高DMFC的输出性能,并且在双氧水的浓度为0.05 mol/L,温度为55℃时DMFC性能最佳。     

金属离子对质子交换膜燃料电池性能的影响

研究了金属离子对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的影响.通过将质子交换膜、电极催化层、扩散层(GDL)在模拟电池生成水的离子溶液(Ca2 、Mg2 、Na )中浸泡不同的时间,考察了Nafion NRE-212膜和催化层中氢离子含量、扩散层的接触角,并通过组装电池比较了处理不同时间的膜、催化层压制成电极后的膜电极性能.结合循环伏安技术分析了金属离子对电极催化层的影晌.实验结果表明随着浸泡时间的增加,膜中和催化层中氢离子的浓度都逐渐下降,当膜中H 浓度降为原来的20%以下时,电池几乎不能放电;而催化层中下降为原来的27%时,电极性能却下降不大.说明在相同浓度的金属离子溶液中,催化层中氢离子受金属离子污染程度比膜受污染程度小.     

运行条件对小型直接甲醇燃料电池性能影响

采用转压法制作4 cm2的膜电极,装配出小型直接甲醇燃料(DMFC)单体电池,对电池最佳运行条件进行实验研究.结果表明:电池经过70℃热水循环24 h后性能基本稳定,电池的性能受温度和甲醇浓度影响较大.23℃时.用1.5 mol/L甲醇溶液电池性能较好;在60℃时,用1.0 mol/L甲醇溶液电池性能较好;80℃时,在低电流密度区,用0.2mol/L的甲醇溶液电池性能较好,在高电流密度区,用0.5 mol/L的甲醇溶液电池性能较好.60℃工作温度下,电池运行所需要的最佳甲醇流速为1 mL/mIn.最佳氧气流量为250 mL/min.     

重整气为燃料的质子交换膜燃料电池性能研究

质子交换膜燃料电池以其高效、无污染的特性 ,成为新型的清洁发电方式。常规质子交换膜燃料电池采用纯氢为燃料 ,限制了其应用范围 ,研究以重整气为燃料气的质子交换膜燃料电池对其商业化具有重要意义。本文就重整气中的各组分对燃料电池的性能影响作了系统的实验研究。实验结果表明 :CO的毒化作用、氮气的稀释作用、CO2 的稀释作用及其与CO的反应平衡对电池性能有较大影响 ;重整气为燃料气时 ,宜采用PtRu系列电催化剂