以模拟有机废水为基质的单池微生物燃料电池的产电性能

利用自制单池微生物燃料电池,以破碎厌氧颗粒污泥上清液接种,以葡萄糖模拟废水为基质,成功获得了电能。含有质子交换膜的微生物燃料电池经过206h的连续运行,最高功率密度达到了141.5mW/m2,库仑效率最大为6.9%;不含质子交换膜的微生物燃料电池具有更好的产电能力,其最高功率密度为269mW/m2,库仑效率为6.6%;扫描电镜观察发现,阳极表面的产电细菌以一种短杆菌为主,在质子交换膜表面的细菌则以椭球菌为主。     

微生物燃料电池耦合处理重金属-有机废水性能研究

以双室微生物燃料电池(MFC)为研究对象,构建阳极为糖蜜废水、阴极为不同金属离子废水的微生物燃料电池,对其产电性能和去污能力进行测定。结果表明:微生物燃料电池可同时处理有机废水和金属离子废水,其中,Ag~+为阴极液时,其MFC稳定性最好,最高输出电压为198 m V、最大功率密度为23.1 m W/m~2、内阻为500Ω,Cu~(2+)为阴极液时分别为149 m V、13.9 m W/m~2、600Ω,Zn~(2+)为阴极液时分别为16 m V、1.9×10~(-6)m W/m~2、900Ω。阳极化学需氧量(COD)去除率以Ag~+为阴极液时最高,可达72%,Cu~(2+)和Zn~(2+)分别为54%和19.2%。阴极金属离子去除率Ag~+为72%、Cu~(2+)42%、Zn~(2+)19.8%。     

生物阴极微生物燃料电池餐饮废水处理与发电性能研究

对比研究生物阴极微生物燃料电池与一般微生物燃料电池的废水处理与同步发电能力。以学校食堂餐饮废水为微生物燃料电池的底物,首先通过实验为微生物燃料电池选择合适的电子受体;其次,在采用较适宜电子受体的同等条件下,对生物阴极微生物燃料电池与一般微生物燃料电池处理餐饮废水的COD去除率及产电电流密度进行对比。实验结果表明,生物阴极微生物燃料电池处理餐饮废水的废水处理效果和发电能力均优于一般微生物燃料电池。     

锌掺杂碳纳米管电极在微生物燃料电池中的应用

以锌掺杂碳纳米管电极为阳极,柔性石墨为阴极,葡萄糖为阳极室供给基质,构建双室微生物燃料电池(MFC),考察锌掺杂量、葡萄糖浓度、温度等因素对MFC产电性能及有机物降解率影响。结果表明,锌掺杂改性的碳纳米管,能加速阳极产电微生物膜形成,提高微生物膜产电能力。在外电阻2300Ω,葡萄糖浓度1257mg/L,Zn S掺杂量0.5 g,温度40℃时,MFC性能最佳,其最大输出电压为1030 m V,最大输出功率31.2 m W/m2,COD去除率92%。     

同步除S、脱N、除P的矿山废水综合治理可行性分析

为处理含硫酸盐矿山废水并使其资源化,提出在厌氧条件下,利用硫酸盐还原菌、脱氮硫杆菌等微生物,以矿区未经处理又不允许直接排放的生活污水为碳源,在厌氧生物反应器中处理矿区废水,达到同步除S、脱N、除P的效果,并回收单质硫这一新思路,并对其进行可行性分析.     

微生物燃料电池数学模型的建立与仿真分析

微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)是燃料电池中特殊的一类,它能在微生物的作用下将化学能转化为电能,实现污水处理和产电的双重效果。目前对于MFC的研究多处于实验阶段,由于MFC内部极其复杂,从实验角度准确研究其内部各种现象以及分析运行参数对MFC的影响具有相当大的难度。文章通过集成的生化反应,在Bultler-Volmer表达式以及质量/电荷平衡的基础上,在MATLAB仿真平台下建立了双室MFC系统的数学模型并对其进行仿真分析,具有极大的理论指导意义。     

MFCs处理养猪场废水及其产电性能的中试研究

文章开展了微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)处理养猪场废水的中试研究。试验装置有效容积为305 L,设计水力停留时间(HRT)为24 h,考察该装置对养猪场废水的处理效果及其产电能力。结果表明:当反应器稳定运行后,出水COD保持在500 mg/L以下,出水恶臭明显减少;出水重金属全部指标均达到农田灌溉水质标准,但出水氨氮与总磷去除效果较差;外接1Ω电阻时,输出电压保持在400 mV以上,最大功率密度达到154.9 mW/m~2。     

微生物燃料电池处理养猪废水实验研究

针对养猪废水COD浓度大和可生化性强的特点,建立微生物燃料电池处理养猪废水,考察微生物燃料电池对COD去除效果,研究不同pH值和电导率对微生物燃料电池去除养猪废水COD影响。结果表明,当COD浓度从1325mg/L增加到9020mg/L,电池输出电量从9.7C增加到44.1C;调节养猪废水pH为6.5、8.4和10.2,NaCl溶液控制三组实验电导率为3300μs/cm,微生物燃料电池最大输出电压分别为288mV、366mV和450mV,COD去除率为58.4%、60.8%和76.4%;pH为10.2,投加NaCl浓度分别为(0、150和300)mmol/L,废水COD去除率分别为61.6%、67.0和68.4%。     

质子交换膜燃料电池膜电极组件温度分布的神经网络预测模型

质子交换膜燃料电池膜电极组件表面的温度分布会影响质子交换膜燃料电池的性能、寿命和可靠性.为探究质子交换膜燃料电池传热规律,本文提出了一种基于神经网络的质子交换膜燃料电池膜电极组件温度分布的预测模型.本研究选取径向基函数神经网络(RBF)和广义回归神经网络(GRNN)两种神经网络,以电流密度、温度点的位置作为网络输入,不同位置的温度作为网络输出,对平行流道质子交换膜燃料电池、蛇形流道质子交换膜燃料电池分别建立了神经网络预测模型.结果显示,RBF神经网络预测的均方根误差平均为0.464、平均绝对百分误差为1.179％,GRNN神经网络预测的均方根误差平均为0.7155、平均绝对百分误差为2.27％;相较于GRNN神经网络,RBF神经网络精度更高;基于RBF神经网络的平行流道质子交换膜燃料电池膜电极组件温度分布预测模型预测值与96％的实验值的相对误差在5％以内.基于RBF神经网络的蛇形流道质子交换膜燃料电池膜电极组件温度分布预测模型预测值与95％的实验值的相对误差在5％以内.     

氢能发电技术的研究(Ⅱ)--电极添加剂对离子膜燃料电池放电性能的影响

离子交换膜燃料电池作为一种理想的氢能发电装置,是目前氢能研究开发的热点.研究了电极添加剂对离子交换膜燃料电池电化学性能的影响.实验结果表明,离子膜燃料电池的放电电压和电流密度均随电极催化层中PTFE的含量增加而呈起伏变化,在负极催化层PTFE含量为8%,正极催化层PTFE含量为12%-16%时,燃料电池的放电电压和电流密度都处于高峰值状态.实验结果还表明,在电极中加入适量的Nafion乳液可显著地提高电极的电催化反应活性,同时也发现添加不同方法配制的Nafion乳液,对燃料电池放电性能的影响也有一定的差别.