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。     

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.     

微生物燃料电池阳极产电微生物研究进展

微生物燃料电池（Microbial fuel cells,简称 MFCs）是一种生物电化学混合系统,利用微生物的氧化代谢作用将有机物或者无机物中的能量转化为电能,具有节能、减少污泥生成及能量转换的突出优势,目前得到研究者们的广泛关注。其中产电微生物是MFCs系统的核心组成部分,筛选及培养高效产电微生物对促进MFCs的产电性能具有重要作用。通过对产电微生物电子传递机制、产电微生物种类以及影响微生物产电的因素进行分析总结,综述了阳极产电微生物的最新研究进展,最后从微生物角度展望了未来的研究方向,以期为产电微生物在MFCs中的应用提供指导和支持。     

微生物燃料电池最新研究进展

介绍了微生物燃料电池(MFC)的原理、组成和特点,并针对MFC功率密度过低、构造成本高等问题,从筛选优势产电微生物、改善MFC的构造、优化电极材料以及提高电子传递效率等方面进行了介绍,同时还提到了提高产电性能的各种途径,最后对MFC的发展前景进行了展望.     

微生物燃料电池阳极材料的研究进展

微生物细胞向阳极转移电子的能力是微生物燃料电池(microbial fuel cell,简称MFC)功率密度低的重要影响因素之一,高性能的MFC阳极要易于产电微生物细胞附着生长,易于电子从微生物细胞向阳极传递,同时要求阳极内部电阻小、导电性强、阳极电势稳定.文章综述了MFC阳极材料的研究进展.     

直接微生物燃料电池阴极的制备及优化

研究了直接微生物燃料电池阴极的制备方法,考察了制备过程中的主要影响因素,并通过功率密度曲线及伏安曲线对不同条件下制备的阴极性能进行了评价. 结果表明,防渗层中聚四氟乙烯含量、催化层中Nafion含量及整平层碳含量对阴极性能均有较大影响,当聚四氟乙烯浓度为30%及Nafion含量为2.8 mL、碳含量为0.18 g时,阴极性能最好,此时微生物燃料电池的输出功率密度为357 mW/m2, COD去除率达到90%.     

微生物燃料电池阳极材料的研究概况

综述了不同种类阳极材料(碳基材料、金属基材料、改性材料、天然材料和新型材料)在微生物燃料电池中的研究进展,对阳极材料在微生物燃料电池中作用机理进行了总结。探究了不同阳极材料所产生的输出功率、功率密度、电压、电流密度以及对污染物的降解效果,分析了提升产能的原因。对微生物燃料电池阳极材料的不足之处进行了阐述,对其未来发展提出了展望。     

活性炭修饰微生物燃料电池阳极的研究

利用活性炭修饰碳布作为微生物燃料电池阳极,并与多壁碳纳米管修饰的阳极和未修饰的碳布进行了的比较。结果表明,装配活性炭修饰碳布阳极运行的微生物燃料电池获得的最大功率密度为510 mW/m2,相较于多壁碳纳米管修饰的阳极和未修饰的碳布阳极分别提升了7%和54.5%。电极的电化学性质利用循环伏安法(CV)和交流阻抗谱(EIS)测试表明,活性炭修饰碳布具有良好的电化学特性。     

同步废水处理及产电的微生物燃料电池研究进展

同步废水水处理及产电的微生物燃料电池是利用生物催化剂直接把化学能转化为电能,具有能量转化率高、污泥产率低、反应条件温和等优点。本文阐述了微生物燃料电池的工作原理及电子传递机理,综述了其最新的研究进展,并对微生物燃料电池在污水处理领域的发展方向作了展望。     

微生物燃料电池处理含铬废水

采用双室的微生物燃料电池装置,探讨利用微生物燃料电池处理含铬废水的效率及电池性能.通过测定微生物燃料电池的电压、功率密度和电流密度,研究电池的性能,通过测定出水中Cr(Ⅵ)的浓度探讨微生物燃料电池对Cr(Ⅵ)的处理效率.结果表明,最大值出现在第21天,大约在18 mV左右;电压的最小值在0.5 mV左右,稳定值在2mV左右;装置稳定后,在电流密度等于0.526μA/cm2时,电池的电压达到最大值,为39.5 mV;当电流密度为1.328μA/cm2,功率密度达到最大值,为1.328×10-3mW/cm2;利用微生物燃料电池装置对Cr(Ⅵ)可以达到一定的处理效果,去除率约为20％.     

混合菌群与单菌株微生物燃料电池产电性能初步研究

以厌氧污泥为原始菌群来源构建混茼微生物燃料电池．840h后．最大功率密度达到1900mW·m^-1。从该电池阳极分离纯化出一株产电菌,细胞形态为球形．生长特性为兼性厌氧,经鉴定属于葡萄球菌属（Staphylococcus）,命名为StaphylococcusNJUST—1。以StaphylococcusN-IUS-1。为微生物构建单菌微生物燃料电池．稳定后最大功率密度达到520mw·m^-2,比混菌电池要低许多,同时极化曲线显示．电流密度达到0．18mA·cm^-2后,电压开始快速下降．表明在较大电流下NJUST—1产电受到阻碍。NJUST-1代谢1．0g·L^-1葡萄糖5～10h内。外路电压维持在较高水平;葡萄糖浓度降低到0．1g·L^-1时．电压明显下降;葡萄糖浓度接近0后．仍能检测到电压。     

不同介体厌氧流化床微生物燃料电池产电特性研究

在空气阴极、单室、无膜液固厌氧流化床微生物燃料电池(AFBMFC)中,以污水和椰壳活性炭为液相和固相,分别以亚甲基蓝(MB)、中性红(NR)及铁氰化钾为电子介体,考察电子介体的种类和浓度对厌氧流化床微生物燃料电池产电性能的影响.实验结果表明,亚甲基篮可以提高AFBMFC产电量,但增加幅度较小;添加铁氰化钾后,电池正负极...     

微生物燃料电池研究进展

微生物燃料电池的研究早在二十世纪七十年代就有开展,但是直到最近两年,随着其功率的提高才成为研究热点。其基本原理与与燃料电池相似,但可以利用更复杂的燃料(如葡萄糖,蔗糖,乙酸盐等)来产生电流,因此可以在处理污水的同时实现电力输出。文章就其基本原理,最新研究方向和在污水处理方面的应用做了简单介绍,并对其前景进行了展望。     

微生物燃料电池阳极产电茵的选育

产电菌能够以微生物燃料电池的阳极作为唯一的电子受体完成有机物的氧化,在产电的同时获得自身生长所需的能量。基于产电菌的特殊代谢方式,有望在处理有机废水的过程中获取电能。分离和培养产电菌是研究其产电过程的基础。本研究采用双层平板技术从厌氧颗粒污泥中分离出数个产电菌株,采用循环伏安法（cyclic voltammograms,CV）对厌氧培养的产电菌进行曲线扫描,所得曲线表明这些产电菌具有一定的电化学活性,可以用来进行产电实验。     

厌氧流化床无膜微生物燃料电池的床层膨胀高度与产电特性

考察了厌氧流化床床层膨胀高度对电池不同阴极位置(阴极1, 2, 3分别位于分布板上方150, 250, 350 mm)产电性能的影响. 膨胀高度低于170 mm时,电池功率随阴极位置沿轴向高度增加而减小,同一流速下,阴极1的最大电极输出功率最大,为347.1 mW/m2. 膨胀高度在170~270 mm时,同一流速下,阴极2的最大产电功率高于阴极1和阴极3,当流速为8.35 mm/s 时,达361.0 mW/m2. 膨胀高度在400 mm以下,同一流速下3处阴极的最大产电功率均降低,阴极3最大产电功率降低幅度较小,为297.5 mW/m2,电池功率随阴极位置沿轴向高度增加而增大. 该结果是流速对阳极室内传质及电子传递效率、流速对微生物膜生长双重影响的结果.     

微生物燃料电池中的微生物分析

考察了一个长期以葡萄糖为营养液的微生物燃料电池(MFC)对不同基质的适应性,通过形态学、生理生化特性和16SrDNA分析等手段对电池两极的优势微生物进行了分离、鉴定,并通过MFC方法确定了各微生物的电化学活性.结果显示:1)长期以葡萄糖为基质的MFC可以快速适应以其它单糖、二糖或糖类代谢产物为基质的环境,2)以代谢产物为基质时,电池输出最大电压、库仑效率均明显高于糖类物质:3)从电池阳极分离出三种微生物,经DNA分析可确定三种微生物分别为绿脓杆菌、地衣芽孢杆菌和肺炎克雷伯氏菌,并进一步经MFC分析可确定三种微生物均为电化学活性微生物.