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.     

海底生物燃料电池阴极二氧化锰改性及性能

阴极改性是提高海底生物燃料电池输出功率的重要途径之一。金属锰氧化物可作为阴极表面电子转移介体,加速电子传递,提高阴极和电池性能;二氧化锰含量不同,电池性能不同。不同含量的比较研究结果表明当阴极MnO2含量为4%时,阴极抗极化性能最好,电池内阻最小,最大输出功率密度为20 mW/m2,是纯石墨阴极电池的2倍多。同时分析了催化剂MnO2提高电池性能的电子传递机理。本研究结果可为海底生物燃料电池的阴极设计提供重要依据。     

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     

生物燃料电池研究进展

生物燃料电池利用生物催化剂直接把化学能转化为电能,具有燃料来源广泛、反应条件温和、生物相容性好等优点。按采用催化剂的不同,可分为微生物燃料电池和酶生物燃料电池。简述了生物燃料电池的工作原理,综述了其最新的研究进展。微生物燃料电池发展的新方向主要是无介体微生物燃料电池的研究和高活性微生物的选用;而酶生物燃料电池的研究,集中在寻找固定酶的新方法,发展体积更小的无介体酶生物燃料电池,以及与太阳电池相结合等方面。对生物燃料电池未来的发展方向进行了展望。     

索尼公司新型生物燃料电池

<正>生物燃料电池的结构生物燃料电池是将燃料(有机物质)的化学能直接转化为电能的一种装置。因其所使用的有机物质如甲醇、乙醇、葡萄糖等生物质蕴涵的能量绝大部分来自于太阳能,是绿色植物和光合细菌通过光合作用转化而来的,无限量地存在于地球上,所以生物燃料电池是一种真正有希望长期运行的燃料电池。根据催化剂的种类可分为微生物燃料电池和酶法生物燃料电池,微生     

二氧化锰为阴极催化剂的微生物燃料电池

以循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)考察MnO2对氧还原反应(ORR)的催化行为,并采用MnO2作为阴极氧还原催化剂构建微生物燃料电池(MFC)。结果表明,MnO2对ORR有显著的催化作用,而且其催化效果随电解质碱性增强而增强;当以肺炎克雷伯氏菌(L17)为产电微生物、3g/L葡萄糖为燃料、1mol/LKOH溶液为阴极液时,该MFC的最大输出功率可达696.3mW/m2,对应电流密度为0.25mA/cm2。     

生物燃料电池的研究进展

综述了国内外生物燃料电池的最新发展状况,详细介绍了微生物燃料电池和酶生物燃料电池的结构及原理,并展望了生物燃料电池的应用前景。     

阴极液态水对质子交换膜燃料电池性能的影响

模拟了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的膜中水传递、反应气体传质和电化学反应过程,研究了液态水对阴极氧气传输阻力和燃料电池电化学性能的影响。计算结果表明,催化层,尤其是催化层中气相和电解质相界面是影响氧气传质阻力的重要因素。液态水膜会由于氧气极低的溶解度而显著增加氧气传质阻力,降低燃料电池的电化学性能,并且,其影响会随水膜厚度和对孔隙覆盖度的增加而明显增强。     

熔融碳酸盐燃料电池LiCoO2阴极性能的研究

用半导体掺杂法将LiCoO2阴极掺杂Mg,又重掺杂La和Ce等稀土元素.该阴极具有粗细双孔层结构,分别适应液相和气相的传质.又用单电池评价阴极(电化学)性能,并与NiO阴极性能进行比较.反应气压为0.9 MPa,气体利用率为20%,用LiCoO2和NiO阴极分别组装的熔融碳酸盐燃料电池单电池(阳极为Ni-Cr,电极面积为26 cm2)在300 mA*cm-2放电时,工作电压分别为0.848 V和0.820 V,功率密度分别为254.4 mW*cm-2和246 mW*cm-2.LiCoO2阴极性能优于NiO阴极,说明LiCoO2阴极掺杂和双层结构是有效的,而且掺杂将其电导已提高到与NiO阴极同等水平.     

固体氧化物燃料电池研究进展

固体氧化物燃料电池是直接将化学能转化成电能的全固态化学发电装置,具有能量转化效率高,无腐蚀,燃料适应性强和寿命长等优点。介绍了固体氧化物燃料电池的阳极、阴极、电解质等核心部件,介绍了固体氧化物燃料电池存在的问题,并对未来发展前景进行了展望。     

悬浮颗粒对微生物燃料电池性能的影响

微生物燃料电池(MFC)可在处理污水的同时获得电能,在污水处理中有着非常重要的应用前景。目前绝大部分MFC研究中均采用无悬浮颗粒的底物溶液进行培养和运行,并不符合污水处理的实际情况。通过在启动和运行过程中向培养基中添加SiO2颗粒,获得惰性悬浮颗粒对MFC性能的影响。实验结果表明:与采用无SiO2颗粒的培养基启动的MFC(功率密度为1770.0mW/m2)相比,采用1000mg/LSiO2颗粒浓度启动的MFC阳极电极上附着的活性生物量减少,生物膜电化学活性降低,从而使得MFC的功率密度降低至832.0mW/m2;启动完成后,将含SiO2悬浮颗粒的培养基改为无SiO2悬浮颗粒条件下运行150h后,MFC功率密度提高至985.0mW/m2,仅为无悬浮颗粒培养基启动MFC性能的55%。     

军用便携式燃料电池技术发展

简述直接甲醇燃料电池(DMFC)、重整甲醇燃料电池(RMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜电池(PEMFC)在军用便携式电源中的研究进展,如优点(高比能量、静音和可靠性等)及面临的问题(催化剂稳定性、燃料转换效率和环境适应性等),并对发展前景进行展望。     

我国燃料电池的研究现状--第二届广州燃料电池会议述评

结合在广州举行的第二届广州燃料电池会议(2nd Guangzhou Fuel Cell Conference),分别综述了我国目前在固体氧化物燃料电池(SOFC)的阳极材料、电解质材料以及制约其商业化的主要问题;质子交换膜燃料电池(PEMFC)的阴极催化剂、阳极催化剂及膜电极的制备方法,不同种类电解质膜等问题;直接甲醇燃料电池(DMFC)的阳极催化剂抗中毒能力以及质子交换膜的抗甲醇渗透等问题的研究与现状进行了综述。     

无介体微生物燃料电池阳极生物膜传质分析

针对无介体微生物燃料电池阳极侧生物膜内的传递过程建立了一维稳态扩散传输模型,模型认为底物氧化产生的电子以直接方式传递至阳极,并考虑了生物膜内电势及pH的变化,计算获得了微生物燃料电池生物膜内的底物浓度、电势、电流密度以及pH值分布,讨论了生物膜的电导率、阳极电势和缓冲液浓度对生物膜内传质特性及产电性能的影响。计算结果表明随着生物膜电导率和阳极电势的增大,生物膜内底物浓度及pH值均降低,电池电流密度升高;进口缓冲液浓度越大,生物膜内pH值越高,有利于维持阳极生物膜内微生物的活性。     

30 kW高比功率质子交换膜燃料电池堆研制

30 kW高功率密度质子交换膜燃料电池堆的研制工作主要包括:(1)建立测试大功率质子交换膜燃料电池单电池或电池堆的工作站;(2)大功率高比功率质子交换膜燃料电池堆的工程设计;(3)组装单电池 ,建立诊断、测试并改进质子交换膜-电极(三合一体)效能的技术;(4)组装30 kW电池堆,并建立诊断、测试、改进其效能的技术.神力公司研制成功的30 kW质子交换膜燃料电池堆比功率达到:720 W/L,708 W/kg.     

质子交换膜燃料电池电极结构的扫描电镜分析

质子交换膜燃料电池采用固体聚合物膜为电解质,简化了电池的水和电解质管理;薄的电解质膜使其可以获得非常高的比能量;高度可靠性和环境友好使其在用于航天、陆地和水下设备电源等方面具有广泛的应用前景。良好的电极结构是获得高的电池性能的先决条件。本文采用扫描电镜,对质子交换膜燃料电池的铂电催化剂、电极表面和电极切面等进行了分析。结果表明：只有良好地分散,催化剂才有较大的表面积;电极的催化层经热压后,厚度减薄一半;在电极内过多地浸入Ｎａｆｉｏｎ将增大电解质电阻,采用喷涂法向电极内浸入Ｎａｆｉｏｎ易在电极表面形成一层电解质薄膜,造成电极内Ｎａｆｉｏｎ不足,表面过剩,减少电极反应界面和增大质子传递阻力。     

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。     

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。