生物燃料电池

摘要： 氧化石墨烯(GO)具有较大的表面积及优异的亲水性和分散性,且含有大量含氧官能团。将GO、CuS/GO分别修饰在玻璃碳电极上,并对修饰电极进行电化学性能表征,结果表明CuS/GO对葡萄糖氧化具有很高的电催化活性。利用CuS/GO复合材料模拟生物酶,构建一种新型非酶葡萄糖燃料电池,该葡萄糖/O_(2)燃料电池的开路电位为0.55 V,短路电流密度为0.20 mA/cm^(2),并且在0.18 mA/cm^(2)下的最大功率密度为0.05 mW/cm^(2),使电极寿命远远大于由生物酶修饰的电极,为生物燃料电池从实验室走向市场创造条件,使其发挥更好的性能。

摘要： 加利福尼亚大学开发了一件发电衣服,穿上它跑步就能发电。这件衣服可以收集跑步时产生的动能,并将其转化为电能。跑步时,手臂和躯干在摩擦过程中产生的高压脉冲传输到电容器里存储。同时,内置的生物燃料电池与汗水中的乳酸和氧气发生反应。

摘要： 基于生物燃料电池的自供能生物传感器,目标物浓度直接与生物燃料电池的输出信号成比例关系,因此,自供能生物传感平台具有无需额外电源、装置简单、利于微型化、抗干扰能力强等突出优势.但是,生物燃料电池中常用的生物催化剂易失活,导致自供能生物传感器性能不佳.本研究采用分子印迹多孔金阳极为生物阳极,实现对葡萄糖的选择性催化,以Fe(CN)63-/聚咪唑鎓盐(Pim)/还原氧化石墨烯复合物Fe(CN)63-/Pim/rGO为生物阴极,构建生物燃料电池,集成阴离子交换策略与分子印迹技术,发展了一种基于生物燃料电池的自供能生物传感方法,实现了肝素(Hep)的超灵敏检测.当无目标分子Hep存在时,基于生物燃料电池的自供能生物传感器可获得较高的开路电压与输出功率;加入Hep后,由于聚合物Pim对Hep的亲和性远大于Fe(CN)63-,导致Fe(CN)63-从复合物Fe(CN)63-/Pim/rGO中释放,致使生物阴极得电子活性物质减少,阴极还原信号明显减弱,此时,开路电压和功率输出显著降低.基于此,可通过检测生物燃料电池输出性能的变化实现Hep的超灵敏检测,检出限低至0.01 pmol/L,低于目前文献中报道的检测方法.

摘要： 本文综述了近期构建酶型生物燃料电池的电极材料、酶的固定方法以及酶型生物燃料电池应用的研究进展,分析了酶型生物燃料电池构建和应用面临的问题与挑战,展望了酶型生物燃料电池今后发展的方向.

摘要： 美欧国际研究团队最近开发出一种独特的可贴在皮肤上的新型柔性可伸展器件,其能通过改变汗液中的化合物产生电能,可持续点亮LED(有机发光二极管),堪称一种生物燃料电池。这项研究为开发由自主且环境友好的生物电池提供动力的可穿戴电子设备开辟了新途径。相关论文发表在2019年9月25日的《先进功能材料》上。

摘要： 随着经济的发展,人们的生活水平逐渐提高,但同时出现了一系列环境污染、资源浪费、人口增加等问题.对有限资源的合理利用和寻求清洁能源成为了一项重要工作.生物燃料电池属于清洁能源,也是一种可控制发电能源.生物燃料电池的利用率和转化率非常高,在资源紧张的情况下,可以对资源需求问题有一定的缓解作用.本文就生物燃料电池的发展及研究现状展开探讨.

摘要： 在传统人工湿地的脱氮原理及其存在弊病的基础上,提出了人工湿地复合生物燃料电池技术.作为一种能量无需转化、利用效率高、能在污水处理的同时产生电能的新型技术,该系统能够有效去除处理水中的氨氮、总氮.与传统人工湿地系统相比,该系统的硝化、反硝化能力显著增强.同时通过国内外调研,分析了生物燃料电池脱氮存在的问题,提出强化脱氮效果的措施.

摘要： 专家简介：张甜,第十三批国家＂千人计划＂青年项目入选者,武汉理工大学全球招聘教授、化学化工与生命科学学院学科首席教授。主要致力于生物电合成技术的开发与应用,在生物电合成,生物燃料电池及开发新型高效的生物环境修复技术等领域取得了若干创新性研究成果。迄今为止已发表国际论文30余篇,其中包括Science、Nature Biotechnology、Trends in Biotechnology（Cell子刊）、Energy＆Environmental Science等。

摘要： Increasing implantable nanosystems can be applied to biological systems due to the rapid development of nanotech-nology.Therefore,it is important to develop new energy nanosystems in this area.Self-driven nanotechnologies can collect energy from the environment and convert into electric power as a self-power-supported device,which is expected to become an effective solu-tion for powering implantable nanosystems.In this paper,systematical summary has been reported on current research status,con-fronting problems and future research directions of nanogenerators,biofuel batteries and solar cells for further application and deve-lopment of self-driven nanotechnologies.%随着纳米科技的快速发展，出现了不少可用于生物体系的植入式纳米器件，因而开发一种全新的、与植入式纳米器件相匹配的纳米供能系统意义重大。自驱动纳米技术可以从环境中收集能量转化为电能，实现能量自给，有望成为植入式纳米器件能源问题的有效解决方案。对纳米发电机、生物燃料电池、太阳能电池这3种自驱动纳米技术的研究现状、面临问题以及未来研究方向进行了综述，以期为自驱动纳米技术的应用与发展提供参考和借鉴。

摘要： 生物燃料电池(Biofuel Cell,BFC),是利用酶、微生物或纳米材料为催化剂,将燃料的化学能转化为电能的一类装置.当今,面对全球能源危机和生态恶化的挑战,生物燃料电池被认为是具有发展潜力的新一代能源产品.在过去的十几年里BFC受到学术界的广泛关注.文章将从BFC的原理、分类、以及近几年的研究进展方面进行概述.

摘要： 分子生物电子器件，如生物燃料电池，通常由电子换能器和生物识别元件两 部分组成，而电子换能器需要将生物识别元件产生的化学信号转变为电子信号， 并有效的在固定化的生物材料和导电载体之间传输电子。因此，高导电性、大比 表面积、良好的生物兼容性、易于固定在导电载体上的新材料在新型高效分子生 物电子器件的研究中，具有潜在的应用前景。作为一种新型的碳纳米结构，石墨 烯由于其具有如下优良的性质，在电子换能器的应用中表现出特别诱人的应用价 值。首先，石墨烯具有大的比表面积和高的导电性，为石墨烯作为良好的电子换 能器奠定了基础；其次，由于石墨烯表面有丰富的π 电子和含氧官能团，因此石墨烯可以很容易的和各种功能分子集成；再次，相比于碳纳米管，石墨烯不但可 以简单的通过廉价的石墨大量合成，而并不需要复杂的步骤和设备，而且可以在多种溶剂中均匀分散，从而易于操作。在本研究中，我们成功地构建了基于石墨 烯的电子换能器，并以脱氢酶作为生物识别单元，发展了葡萄糖/O2 生物燃料电 池。

摘要： 生物燃料电池是一种基于生物电化学机理，使用酶等生物大分子作为催化剂， 将化学能转化为电能的能量转化技术。漆酶是生物燃料电池中常用的阴极生物催 化剂，通过催化氧气的还原生成水来构建生物阴极。相对于胆红素氧化酶，漆酶的氧还原电位更正，催化活性更高，稳定性更好，所构建的生物燃料电池的输出 电位和输出功率更大。但是，漆酶只有在弱酸性环境中才有催化活性，在中性或 碱性条件下会失活，这限制了基于漆酶的生物阴极在生理条件下的应用。为了使 漆酶构建的生物阴极能够在生理pH 下正常工作，利用离子液体的一些独特性质， 构建了离子液体辅助的生物阴极，并研究了其在生理pH 及氯离子和抗坏血酸存在 下的性能。

摘要： 生物燃料电池使用酶等生物大分子取代传统的贵金属催化剂，高选择性地实 现生物燃料的催化氧化和氧气还原的一类有望成为新型的能量转化技术。漆酶和 胆红素氧化酶是生物燃料电池中常用的阴极生物催化剂，通过催化氧气生成水来 构建生物阴极。与胆红素氧化酶相比，用漆酶构建的生物燃料电池的输出电位更 高，输出功率更大，电池寿命也更长。但是，漆酶在中性环境中易失活的缺陷极 大地限制了该类生物燃料电池的发展。为了解决这一问题，我们利用微流孔道中 独特的流体力学性质，以及微流控芯片体积小、设计灵活、易于集成等特点，通 过合理的芯片设计及利用微纳结构材料，建立了一个阴阳两极分别在各自独立的 环境下工作的无膜式的酶型葡萄糖/氧气生物燃料电池。

摘要： 酶生物燃料电池是以酶等为催化剂，将化学能转换成电能的装置。寻找合适的方法及材料固定酶及中间体对改善酶生物燃料电池的寿命和提高电池的输出 功率具有十分重要的意义[1]。蚕丝蛋白是一种天然的生物蛋白聚合物，含有大 量的氨基和羧基，具有很好的生物相容性、热稳定性及无毒等优良特点，是一种 固定酶及维持酶活性的优良生物材料[2]。碳纳米管由于其独特的电子导电性、 高比表面积、以及卓越的化学稳定性，使其在生物燃料电池中应用广泛[3]。本 文采用乙二胺修饰的碳纳米管共价固定二茂铁甲醛，采用蚕丝蛋白用戊二醛交联 固定葡萄糖氧化酶，制备了基于蚕丝蛋白和碳纳米管共固定二茂铁和葡萄糖氧化 酶的高性能酶生物燃料电池阳极。所制备的阳极具有优良的电化学性能。

摘要： 本文主要研究了利用原位化学氧化聚合法将噻吩和2-噻吩甲胺单体原位聚合包覆在碳纳米管 (CNTs)上,制备出碳纳米管-聚噻吩(CNT-PTh)复合材料,然后将聚噻吩-碳纳米管复合材料与以树状大分子为模板封装的CdS量子点纳米粒子复合,成功制备了纳米复合材料CNTs-PTh-CdS。UV-vis光谱和TEM图像表明该树状大分子封装的纳米复合材料单分散性好,尺寸均一,最后用这种复合材料修饰酶基生物燃料电池阳极,并进行电化学性能考察。结果表明,CNTs-PTh-CdS复合粒子修饰的酶电极较单一的CNTs-PTh复合物修饰的酶电极,电化学性能有了较大的提高。

摘要： 采用铁氰化钾为阴极电子受体的双室型生物燃料电池，研究了该电池以城市污水处理厂剩余污泥为底物时的产电性能和对污泥的降解效果。当外电路电阻为1000Ω时，电池最大电压可达到0.69V，MFC运行20h，对污泥COD的去除可达25.78％，VS去除率为35.02％。研究结果表明，微生物不但可以利用剩余污泥为燃料产电，并且对污泥中的有机物有一定的去除能力，为微生物燃料电池处理污泥并同步产电提供了可行性。

摘要： 环境中的一些微生物通过氧化有机基质传递电子给石墨电极的方式进行无氧呼吸，利用具有这类微生物构建生物燃料电池，对电池产电情况、产电原理进行初步考察。初步实验表明，以Rhodoferax ferrireducens为产电微生物，在外阻510Ω条件下，以葡萄糖为燃料，常温下产生的电流密度达158mA/m2(电压为0.46V,电极表面积为57cm2),且循环性能良好。通过SEM观察发现有大量微生物吸附在石墨电极上，用Bradford法对运行20天后电池的细胞量进行定量，测得悬浮细胞蛋白浓度为140mg/L,吸附在电极上的生物量为1180mg/m2。更换燃料为其它糖，发现微生物可以利用多种糖进行产电,具有潜在应用价值。

摘要： 采用交联法将葡萄糖脱氢酶(GDH)和多壁碳纳米管为基础(MCNT)、无金属配位的溴卟啉(ο-BrPETPP)一起固定在玻碳电极表面上，制备了以卟啉为电子介质的葡萄糖酶电极，并用循环伏安法和极化曲线法研究了其电化学性能。结果表明，GDH/poly-ο-BrPETPP/MCNT葡萄糖酶电极对B-D(+)葡萄糖的氧化具有电催化活性，并能保持其生物活性，可应用于酶生物燃料电池的阳极催化剂。在含0.5mM NAD和60mM β-D(+)葡萄糖的0.05M磷酸缓冲溶液中，极化曲线表明葡萄糖在0.5V(vs.SCE)开始氧化，并在放电电压为0.6V时其电流密度达到最大值为62.27 μA/cm2。

摘要： 本文阐述了生物的氢能机制和对其进行模拟对于氢能开发利用的重要意义,从模拟光合作用分解水制氢和生物燃料电池两方面综述了生物氢能机制模拟的研究进展,对于今后的研究方向和重点进行了讨论.

摘要： 在本发明的固体氧化物型燃料电池用电解质片的至少一个面，利用荧光渗透探伤试验检测出的上述片的表面的瑕疵数在将上述片分割成1边为30mm以内的区域所得的各区域中为30点以下。本发明的固体氧化物型燃料电池用单电池具备燃料极、空气极、以及配置在上述燃料极和上述空气极之间的本发明的固体氧化物型燃料电池用电解质片。本发明的固体氧化物型燃料电池具备本发明的固体氧化物型燃料电池用单电池。

摘要： 本发明涉及使燃料电池用燃料组入多孔性材料，成型为一定的形状，在得到的燃料保持材料成型体的表面形成被膜，制造燃料电池用固体燃料。另外还涉及使水与燃料电池用燃料组入多孔性材料，成型为一定的形状，在得到的燃料保持材料成型体的表面形成被膜，制造燃料电池用固体燃料。由此，可以制造操作性优良的燃料电池用固体燃料，同时可以控制燃料电池用燃料的气化，可以改善燃料电池用燃料的安全性。

摘要： 在本发明的固体氧化物型燃料电池用电解质片的至少一个面，利用荧光渗透探伤试验检测出的上述片的表面的瑕疵数在将上述片分割成1边为30mm以内的区域所得的各区域中为30点以下。本发明的固体氧化物型燃料电池用单电池具备燃料极、空气极、以及配置在上述燃料极和上述空气极之间的本发明的固体氧化物型燃料电池用电解质片。本发明的固体氧化物型燃料电池具备本发明的固体氧化物型燃料电池用单电池。

摘要： 本说明书涉及固体氧化物燃料电池的电极浆料、用于固体氧化物燃料电池的电极的生片、固体氧化物燃料电池的电极、固体氧化物燃料电池、以及固体氧化物燃料电池的电极的制造方法，所述电极浆料包括：氧离子传导性无机颗粒；成孔剂；受控絮凝剂；以及溶剂。

摘要： 本发明的目的在于提供作为燃料电池的电极的气体扩散层、催化剂层的形成材料等有用的、导电性、气体扩散性优异的导电膜。本发明的导电膜含有平均直径(Av)和直径的标准偏差(σ)满足关系式:0.60＞(3σ/Av)＞0.20碳纳米管、和与该碳纳米管不同的导电性碳，它们的含有比例以质量比计(碳纳米管/导电性碳)为1/99～99/1。

摘要： 本发明涉及微生物燃料电池技术领域，具体涉及一种微生物燃料电池阳极电极材料的制备方法、微生物燃料电池的阳极电极片以及微生物燃料电池。电池阳极材料的制备方法包括以下步骤：将包括PDDA、氯化钠以及石墨烯的原材料进行共混，其中，按原材料的质量百分比计，PDDA的添加量占原材料总质量的4.5wt％‑6.5wt％，氯化钠的添加量与石墨烯添加量的比值为2:1。本发明通过简单的共混即可实现石墨烯复合材料的制备，制备方法简单方便，容易操作，且得到石墨烯复合材料应用在微生物燃料电池时，可以保证其能具有较大的输出功率密度和电流密度，同时，本发明提供的制备方法可以应用于PDDA‑石墨烯复合材料的大批量生产，从而有利于石墨烯在微生物燃料电池中的推广应用。

摘要： 本发明涉及一种微生物燃料电池(1)，其具备：含有有机物的电解液(2)，保持厌氧性微生物、并与电解液接触的负极(3)，以及具有憎水层(41)和重叠在憎水层上的气体扩散层(42)的正极(4)。而且将负极的面积相对于气体扩散层的面积之比设定为T

摘要： 作为用于提高微生物燃料电池的输出的技术，提供一种微生物燃料电池，该微生物燃料电池包括：诸如甘油的多元醇作为燃料，并在负极侧使用已通过基因重组引入了催化氧化还原反应的酶的微生物。由此微生物燃料电池，通过在负极侧保持由基因重组引入了催化氧化还原反应的心肌黄酶等酶，可以提高反应速度，从而获得高输出。

摘要： 本发明提供了一种生物燃料电池燃料供应体和生物燃料电池系统。所述燃料供应体部分或全部由具有生物聚合物作为主要成分的材料形成且代谢分解所述生物聚合物的生物催化剂被容纳在燃料供应体中或者被固定至其上。所述生物燃料电池系统由燃料供应体和生物燃料电池构成，所述生物燃料电池包括在其表面上存在有氧化还原酶的电极以将燃料和/或生物催化剂从所述燃料供应体供应至所述生物燃料电池并且还将所述燃料供应体自身用作燃料。

摘要： 本发明公开了一种利用生物炭增强微生物燃料电池放电电压的微生物燃料电池和方法。该电池包括阳极电极、阳极电极液和阴极电极，所述的阳极电极液为含有吸附有有机物的生物碳的有机废水。该方法包括配置微生物燃料电池，启动并运行微生物燃料电池，利用微生物燃料电池处理有机废水，所述微生物燃料电池，其阳极电极液为含有吸附有有机物的生物碳的有机废水。本发明将有机废水中的有机物富集于生物炭中，配制生物炭与有机废水的混合液作为微生物燃料电池的阳极电极液，这样可提高微生物燃料电池放电电压优势，解决了微生物燃料电池处置废水过程中难以规模化放大的问题，有利于微生物燃料电池的规模化应用。