微生物燃料电池及其应用研究进展

简述了微生物燃料电池的发展简史和工作原理,介绍了微生物燃料电池阳极材料、阴极材料和膜材料等方面的发展现状,分析了近年来国内外对直接和间接微生物燃料电池的研究情况,并指出微生物燃料电池反应器为获取氢能开辟了新用途.     

铝空气电池阳极、空气阴极及电解质材料研究进展

铝空气电池具有无毒无害、比能量高、成本低、安全性好等优点,被称为"面向21世纪的绿色能源",作为燃料电池在备用电源、应急电源以及新能源汽车等领域有很好的发展前景。然而,目前铝空气电池的产业化进展缓慢,其瓶颈问题归根结底还是材料问题,铝合金阳极材料和空气阴极催化剂的电化学特性提升是拓展其应用的关键。简单介绍了铝空气电池的基本原理,重点综述了铝合金阳极材料和空气阴极催化剂的研究进展,概述了电解质的研究情况,并展望了其未来发展。     

微生物燃料电池阳极系统的最新研究进展

微生物燃料电池技术目前取得了突破性的进展,并迅速成为废水处理的热点.该文介绍了微生物燃料电池的工作原理和电子传递途径,并结合近期研究成果,重点评述了微生物燃料电池中阳极系统的研究状况,对阳极特性、产电微生物的种类、阳极生物膜驯化方式等三个方面进行了评价,提出了目前阳极研究中存在的问题以及未来的研究重点和方向.     

微生物燃料电池Fe-N掺杂炭黑阴极催化剂性能研究

炭黑是一种廉价且具有高导电性的氧还原催化剂, 可应用于微生物燃料电池(MFCs)的阴极。然而, 纯炭黑的催化性能较差, 不能满足实际应用需求。为了提高炭黑的催化性能, 以氯化铁(FeCl₃)和三聚氰胺作为Fe源和N源按一定比例与炭黑混合共炭化, 对炭黑进行改性处理。结果表明, 当Fe-N与炭黑的质量比例为2.6∶1时, MFCs的输出功率密度达到最高值, 为1395 mW/m², 比Pt/C催化剂(876 mW/m²)提高了59%。SEM观察到炭黑基体上形成了椭圆形或柱状晶体, XRD和XPS测试结果显示是在共炭化过程中生成的Fe₃C晶体, 引入了吡啶氮和石墨氮, 在催化剂表面形成更多的活性位点, 这是复合催化剂性能提升的关键因素。随着Fe-N比例的提高, 复合催化剂的导电性和比表面积逐渐下降, 从另一方面又限制了其性能的提升。综上所述, 氯化铁、三聚氰胺和炭黑共炭化制备的复合催化剂是一种具有良好性价比的MFCs阴极催化剂, 可在规模化应用中发挥更大作用。     

以生物质为碳源的微生物燃料电池研究进展

微生物燃料电池(MFCs)以其燃料来源的可持续性、清洁、环保等特点,被视为可替代化石燃料的新能源之一。在底物、电极、介体、产电微生物等方面,综述了MFCs的最新研究,就其发展方向进行了展望,并提出扩大底物的研究范围、寻找更加高效的产电微生物、优化反应器结构等仍是进一步提高MFCs性能的关键。     

生物质炭材料作为金属空气电池阴极的研究进展

金属空气电池作为高效的能源转换与存储装置,受到人们广泛关注。然而,阴极反应动力学缓慢及贵金属高昂的成本等一系列问题严重制约了金属空气电池的实用化进程。生物质炭材料因其特殊的电化学性能、环境效益和经济价值,已成为开发高性能金属空气电池阴极材料的重要选择。近年来,生物质炭材料在材料制备和微观结构设计等方面取得了较大进展。本文综述了生物质炭材料在金属空气电池阴极应用的最新研究进展,并从反应机理、合成策略和多维结构（一维、二维和三维）的角度深入阐述其对电催化性能的影响。最后,进一步讨论了生物质炭材料面临的挑战和未来的发展方向。这篇综述为生物质炭材料的结构设计提供了新的视角,旨在为开发高效、廉价和稳定的金属空气电池阴极催化剂提供参考和借鉴。     

微生物燃料电池阴极材料研究进展

微生物燃料电池(MFC)是一种集废水处理与能量产生于一体的能源可持续发展技术,其利用微生物的催化作用将废水中的化学能转化为电能。MFC阴极催化性能直接决定了整个系统的产电水平,因此,阴极材料的制备与开发一直是研究热点。重点介绍了阴极基体材料和阴极催化剂的最新研究进展。其中,阴极基体材料包括碳基材料和非碳基材料,阴极催化剂包括贵金属、非贵金属、过渡态金属和导电聚合物催化剂等,并且比较了各种催化剂的物理性质、催化活性、氧化还原性能和对MFC系统产电能力的影响,为开发成本低、稳定性好、催化和氧化还原性能高的阴极材料提供了综合性参考。     

设计稳定和可逆的锂-空气电池阴极催化剂的研究进展

锂-空气电池具有极高的理论能量密度,成为下一代最有希望的电化学能量储存技术之一。锂-空气电池的性能主要取决于空气阴极表面发生的电化学反应,因此,合理设计具有高稳定性和可逆性的阴极是实现商业化可行的锂-空气电池的关键所在。然而,传统碳基电极的不稳定性导致的副反应会限制电池容量及其循环性能,因此,需要寻找能够替代碳基电极的新型电极。本文首先结合锂-空气电池的结构和阴极反应原理,提出了目前锂-空气电池面临的挑战,然后基于碳基阴极的不稳定性分析总结了设计稳定和可逆的锂-空气电池阴极的方法,最后提出了阴极催化剂的合理设计和催化机理的深入理解对锂-空气电池阴极的性能改善起着决定性作用的观点。     

微生物燃料电池阳极材料研究现状与展望

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)是一种新兴的生物电化学技术,电极材料是影响其产电性能的重要因素。阳极主要为微生物的粘附和电子转移提供场所,利用产电菌降解废水中的有机污染物,实现同步处理废水和回收能源。主要介绍了MFC阳极材料的研究进展,分析了其导电性、产电效率等性能的研究现状,并对其进行了总结和展望。     

熔融碳酸盐燃料电池LiCoO2涂覆阴极的微观结构和性能

采用溶胶-凝胶技术，制备了LiCoO2涂覆的熔融碳酸盐燃料电池NiO阴极．研究了LiC002涂覆阴极的微观组织和在Li2CO3-K2CO3熔融碳酸盐中的溶解特性，并对其电化学性能进行了测试．结果表明LiCoO2涂层有效地降低了NiO在Li2CO3-K2CO3熔盐电解质中的溶解度和溶解速率，对单电池的性能有所改善，并在一定程度上抑制了Ni在电解质基板中的沉淀．     

质子交换膜燃料电池电催化剂催化机理研究最新进展

简述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)电催化剂研究发展的概况和催化机理研究的最新进展,并指出了PEMFC电催化剂的选择与设计应重点解决的理论指导问题.     

微生物燃料电池分隔材料的研究新进展

微生物燃料电池技术利用环境友好的高活性微生物作催化剂,以降解水中有机污染物同步输出电能,受到了学术界和企业界的高度重视。如何提高微生物燃料电池的效能是目前研究的聚焦点,分隔材料的设计与选择直接影响了微生物燃料电池的整体性能。本文综述了微生物燃料电池中分隔材料研究的新进展,对比分析了不同新型分隔材料的特点、产电能力与污水处理效果及其待解决的问题,展望了微生物燃料电池分隔材料的发展方向。     

海底生物燃料电池中304不锈钢(06Cr19Ni10)阴极腐蚀保护作用研究

以304不锈钢(06Cr19Ni10)作为阴极构建海底生物燃料电池装置,研究了该电池对其海水腐蚀的阴极保护作用。自然腐蚀状态下不锈钢电位为-260 mV,阴极保护试样为-340 mV。荧光显微镜(FM)和扫描电镜(SEM)观察结果表明,两组试样的表面微生物附着情况差别不大,阴极保护试样表面腐蚀程度较低。电化学阻抗法及极化曲线测试表明,通电保护试样的阻抗值随时间增加逐渐增大,腐蚀电流密度Icorr逐渐减小,保护试样的抗腐蚀能力增强,电池装置对不锈钢阴极起到一定的保护作用。     

中低温固体氧化物燃料电池阴极材料研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFCs)作为一种高效的能量转化装置,其成功应用将有效地节约能源和降低能源利用过程中环境污染物的排放。低温化可加快SOFCs商品化的步伐,而其关键在于开发高性能的阴极材料。综述了近年来在中低温SOFCs阴极材料方面的研究进展,其中包括ABO3型阴极材料、A2BO4型阴极材料、AA1B2O5型阴极材料及复合阴极材料,指出了各种材料的优缺点及SOFCs阴极材料的发展趋势。     

燃料电池用磺化聚醚醚酮薄膜的研究进展

概述了近几年来燃料电池用磺化聚醚醚酮(SPEEK)质子交换膜的研究进展,分别从聚醚醚酮(PEEK)磺化制备SPEEK、SPEEK薄膜的制备和改性SPEEK薄膜等几个方面总结了SPEEK质子交换膜的研究结果,并分析展望了研究工作的发展趋势.     

燃料电池轿车空气辅助系统噪声研究的进展

国内外对燃料电池轿车总体噪声的研究中已指出,空气辅助系统是燃料电池整车的主要噪声源;在对此的分析和介绍中,通过一个实例给出了某燃料电池车空辅系统噪声频谱特性;最后总结了燃料电池车空辅系统噪声研究的方向。     

固体氧化物燃料电池(SOFC)制备方法的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是解决未来能源问题的一种重要的方法.而制备方法是SOFC研究的一个重要的方向.介绍了SOFC电极材料以及制备方法在国内外的研究进展,介绍了固体氧化物燃料电池(SOFC)的阳极、电解质、阴极的制备及几种合成方法以及所取得的成果.     

Fenton试剂改性海底生物燃料电池阳极及电化学性能

阳极材料直接影响海底生物燃料电池的性能。本文采用一种新型改性试剂—Fenton试剂对石墨阳极进行改性处理。结果表明,改性后电极表面主要引入了羟基和羰基,接触角从82°减小到48°,亲水性明显提高。塔菲尔曲线显示,改性前后交换电流密度分别为0.05 A/m2、0.17 A/m2,电极的动力学活性显著增加,提高了两倍之多。改性和未改性电池的最大输出功率密度分别为33.21 mW/m2、20.27 mW/m2,提高了64%。这是由于阳极表面处理后引入的羟基和羰基充当了电子转移介体,明显提高了电极反应动力学活性,增加了阳极表面细菌吸附数量,加速了阳极反应,提高了电池性能。该类高性能阳极材料可望用于海底生物燃料电池的开发。     

锌空燃料电池电站

燃料电池发电技术已经受到人们越来越多的重视。介绍了利用锌空气燃料电池技术建设电站，利用分体式电极技术制造世界上最大的单电池，该电站采用独特的分离循环技术，可以提高电站总体效率。给出建设电站的相关参数。