肠道蠕动对大肠内容物微生物燃料电池产电的影响

摘要

本论文构建了以大肠内容物为阳极底物的双室微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)来研究肠道蠕动的快慢导致内容物停留时间不同对MFC产电能力的影响.结果表明,当忽略肠道蠕动时(即电池间歇运行,停留时间48h),MFC开路电压为452mV,最高输出功率密度4.02mW/m2(1.14W/m3),稳定产能可持续20h;模拟肠道正常蠕动(电池连续运行,停留时间12.3h),MFC开路电压可达500.4mV,最高输出功率密度为20.89mW/m2(5.97W/m3);而将电池连续运行,停留时间分别设为5.5h和2.3h来模拟疾病导致的肠道蠕动加快时,发现MFC的产电能力均有不同程度的降低.虽然肠道蠕动的快慢在一定程度上会影响MFC产电的稳定性,但是根据肠道内表面积计算,在肠道不同蠕动速度下,大肠内容物MFC可以分别产生电能7.3mW(停留时间12.3h)、6.4mW(停留时间5.5h)和2.7mW(停留时间2.3h),均满足植入式医疗设备的要求.