外加铁氧化物对沉积物燃料电池的影响

摘要

微生物燃料电池是以微生物为催化剂，将化学能直接转化为电能的装置。一般认为，电子传递由微生物给阳极的机制与异化铁还原的机制相似，很多铁还原菌都具有产电活性。本文将沉积物燃料电池(SMFC)由高型玻璃烧杯做成，沉积物样品采自太湖。每个反应器加入1kg沉积物，分别加入50Ommol nm无定型铁，大颗粒无定型铁，nm针铁矿，大颖粒针铁矿，对照为不加铁的沉积物，每种处理做3个平行。混合均匀后振荡过夜弃去上清液。电极由碳毡做成，阳极卷成筒状，固定在沉积物—水界面以下3cm，阴极为圆形，固定在界面以上3cm，为了消除上覆水对反应器运行的影响，所有反应器均放置在有机玻璃缸中，上覆水没过烧杯上沿5cm添加曝气头使溶解氧保持在5mg/L以上。结论：添加了nm无定型铁的微生物燃料电池产电最高。沉积物燃料电池的产电值与添加的铁氧化物的生物可利用性呈显著正相关，各反应器的电化学活性与其电压值一致。各种处理对SMFC运行产生了显著影响，并不同程度的促进了沉积物中有机质的降解。铁氧化物也作为终电子受体，对产电造成竞争性抑制。