自给型微生物燃料电池

摘要

微生物燃料电池是一种利用生物能源的新方法，它利用微生物做催化剂将有机物中的化学能转化为电能。自给型微生物燃料电池利用了光合作用微生物合成有机物，因此不需要另外补充底物。
　　 本课题主要研究了利用微藻构建自给型微生物燃料电池。实验结果显示，利用微藻做产电微生物时光照和黑暗中均会出现电压上升的现象，且黑暗中的电压最大值远大于光照中。光照时电压上升的现象是溶解氧和pH共同作用的结果。黑暗中电压上升的现象原因不很明确，可能是藻液中杂菌厌氧产氢作用的结果。光照强度增加，光照时电压最大值先增大后减小，黑暗中电压最大值基本持续增加。但光照时间对黑暗期电压最大值的影响不明显。在使用100001ux光照，24h/24h光照周期，接3000Ω外阻时，光照时最大电流密度为2.67mA/m2，功率密度0.043mW/m2；黑暗时最大电流密度4mA/m2，最大功率密度0.096mW/m2。
　　 本课题还尝试了使用经过不同处理的微藻做电池阳极产电菌的底物。结果显示，利用经过高压灭菌锅121℃处理3h的藻液做底物时，电池最大功率密度为308.55 mW/m2，藻体中有机质转化为电能的效率为10.29％；利用自然死亡的藻体做底物时，电池最大功率密度为317.5 mW/m2，藻体中有机质转化为电能的效率为7.1％；自然生长过程中的藻体基本不能被产电菌利用。
　　 本课题还研究了利用沉积物燃料电池降解环境污染物X-3B。结果显示，经过大约36天的降解，沉积物中各个深度的X-3B浓度都可以从60mg/L左右被降解至10mg/L以下，但是电池产电与否对降解效果影响不大。