产电

摘要： 光催化燃料电池(PFC)对有机污染物的高效能量回收方面受到越来越多的关注。本研究提出了一种由BiVO_(4)为光阳极和Si-NW为阴极的新型单光照PFC系统。探讨了不同表面活性剂作为诱导剂对钒酸铋晶面生长的影响,通过水热合成法,制备了具有不同形貌的钒酸铋材料。采用XRD、SEM对所制备的BiVO_(4)进行表征。在AM 1.5G的模拟太阳光照下,研究了PFC污水处理和产电协同作用性能。结果表明:所制备球状纳米钒酸铋对亚甲基蓝溶液的降解效率可达49%/4 h;本实验所构建PFC系统在以亚甲基蓝为模拟有机污染物的条件下达到的最大功率密度为0.034 mW·cm^(2),是该体系以葡萄糖为模拟有机污染物条件下达到的最大功率密度的3.1倍。

摘要： 为探讨微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)应用于奶牛场污水处理技术的可行性,通过构建双室型和单室型MFC反应装置,以奶牛场污水为阳极反应液,对MFC的产电性能以及污水中主要污染物的降解效果进行研究。结果表明,单室型和双室型MFC均可稳定地产电运行,平均日最大输出电压分别为563.8和390.8 mV,最大功率密度分别为48.5和21.7 mW·m^(−2),表观内阻分别为346.4和489.5Ω,且单室型MFC产电性能优于双室型;单室型和双室型MFC对奶牛场污水中化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)的平均去除率分别为79.3%和77.4%;单室型MFC对总磷(total phosphorus,TP)、总氮(total nitrogen,TN)和氨氮(ammonia nitrogen,NH_(4)^(+)-N)的平均去除率分别为70.9%、65.4%和78.9%,分别比双室型MFC相应去除率高101.4%、24.3%和21.0%,单室型MFC对污染物去除率优于双室型MFC。MFC作为一种污水处理新方法,用于奶牛场污水处理具有技术可行性,其在降解奶牛场污水中有机物和氮磷污染物的同时能够产生电能,在实现节能减排、碳达峰和碳中和方面具有广阔前景。

摘要： 本研究组装了生物滴滤塔和微生物燃料电池(MFC)两种污染处理方式,构建新型滴滤式微生物燃料电池系统,该系统可实现在流动态废水通过的条件下堆栈多颗MFCs而提高电压。对于堆栈多颗MFCs来说,往往会因为电压反转的产生而导致总电压的下降。本研究探讨滴滤式微生物燃料电池系统中,电压反转产生的原因及电压反转后对其他MFCs产生的影响。研究结果发现,电压反转的原因是由于各电池间反应速率不平衡造成,而底物匮乏仅是电压反转的一个原因。在发生电压反转后,系统产生的总电压会和已发生电压反转的电池产电趋势类似,而产生电压反转的电池会和下一颗电池的产电趋势相反。

摘要： 偶氮含盐废水生化处理流程复杂、电耗高,且降解机理尚不明确。本研究基于酸性重铬酸钾法水热处理获取改性阳极,进而构建微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)对偶氮含盐废水进行处理。考察了不同二价阴离子对MFC产电性能和降解有机物效果的影响,并探究了MFC对直接红13的降解机理。结果表明,偶氮含盐废水中含有硫酸钠时的产电性能高于含有碳酸钠的情况,MFC最大功率密度为265.38mW/m^(2)、最大电流密度为1.10A/m^(2);MFC处理偶氮含盐废水时,对直接红13的去除率低于无额外添加盐时的效果(71.13%),对葡萄糖共基质的降解影响程度为:添加硫酸钠>添加碳酸钠>无额外添加盐。微生物群落和降解产物分析表明,MFC阳极生物膜通过变形菌门、拟杆菌门等微生物的协同作用实现了对直接红13的生物电化学降解,产电下降解产物以还原产物芳香胺为主。

摘要： 为了选取具有较高氧化还原活性的铁腐殖酸复合物(Fe/HA)作为阳极材料,开展Fe/HA修饰阳极对MFC产电和硝酸盐降解性能影响的研究。通过电沉积法制备Fe/HA修饰阳极,利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)对Fe/HA修饰阳极的表面形貌特征和活性官能团进行表征;同时采用循环伏安曲线(CV)、塔菲尔曲线(Tafel)和交流阻抗曲线(EIS)对Fe/HA修饰阳极的电化学性能进行测量;并以硝酸盐废水为模拟废水,考察Fe/HA修饰阳极对MFC性能的影响。结果表明:Fe/HA修饰阳极表面具有松散的簇团状结构和氧化还原活性官能团;同时,与空白阳极相比,Fe/HA修饰阳极电荷转移量增加了75.82%,交换电流密度增加了14.95%,电荷转移阻抗降低了17.60%;Fe/HA修饰阳极MFC的最大平均输出电压和脱氮效率较空白阳极MFC分别增加了16.52%和6.47%。通过Fe/HA对MFC阳极的修饰,可有效增加阳极表面氧化还原活性官能团的数量和微生物附着的面积,从而提高电子传递效率,实现对MFC产电性能和脱氮效率的提高,本研究可为金属与腐殖酸复合物阳极材料的开发及其在MFC废水处理领域的应用提供理论依据。

摘要： 本文介绍了人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)的基本结构与工作原理,综述了微生物、植物、基质和电极对CW-MFC系统的影响,总结了在不同运行参数条件下CW-MFC系统的性能,最后指出了CW-MFC系统的优先研究内容与潜在应用领域。

摘要： 利用碳基空气阴极构建铁-空气电池絮凝反应器,考察电池外阻、溶液电导率、初始pH值对铁空气电池絮凝除磷及电池产电的影响.结果表明,在10Ω外阻,NaCl浓度10 mmol/L,磷酸盐浓度5 mg/L条件下,絮凝时间40 min,不同初始pH条件下,磷酸盐去除率可达到98％以上,电池平均电流密度达到0.22 mA/cm2.对实际生活污水的絮凝实验表明,磷酸盐浓度5 mg/L时,絮凝40 min,磷酸盐浓度降低至0.5 mg/L以下,满足一级A排放标准要求.

摘要： 以浮萍为生物质能原料,采用酸式热裂解进行预处理,考察了处理液在微生物燃料电池(MFC)中的产电性能.结果表明:浮萍热裂解最佳预处理条件为:反应温度160°C,反应时间80 min,草酸投加量3％(质量分数).该条件下每克浮萍的还原糖产量为0.272 g,浮萍固体消化率可达到55％.当采用稀释10倍的热裂解液时,MFC的最大功率密度为521 mW·m-2,总内阻最小值为145.9Ω,库仑效率(CE)最大值为12.1％.浮萍酸式热裂解液浓度的增加,对MFC输出的最大电压影响不大,化学需氧量(COD)的去除率均可达到91％以上,最终pH值在7.7～8.0.三维荧光光谱分析结果表明:水中的多种有机物均得到了有效的降解.在稀释20,10和5倍酸热裂解液条件下,厌氧醋菌属(Acetoanaerobium)相对丰度分别为30.1％,42.2％和33.8％.牦牛瘤胃菌属(Proteiniclasticum)在稀释20倍时相对丰度最高,为19.5％;在稀释5倍酸热裂解液条件下,产乙酸嗜蛋白质菌属(Proteiniphilum)相对丰度最高达到16.0％.

摘要： 采用人工湿地-微生物燃料电池工艺(CW-MFC)进行高COD高氮污水的强化脱氮并产生电能.搭建两组反应器CW和CW-MFC,探究耦合方式对水体污染物去除能力,并进一步探讨CW-MFC的电路连接方式、阴阳极间距、进水方式等运行条件对污染物去除能力和产电的影响.结果表明:CW-MFC较CW有更显著的水体污染物COD、NH4+-N的去除能力.在阴阳极间距为25 cm、阴极栽有湿地植物的闭合回路CW-MFC装置中,最大开路电压可达到648.90 mV,稳定运行的CW-MFC装置对COD和氨氮的去除率分别为86.00％和84.77％.由于间歇进水时阳极DO浓度波动更大,而连续进水方式更利于营造稳定的厌氧阳极环境,故连续进水的污染物去除效果更佳.本研究为CW-MFC生态强化脱氮提供理论依据.

摘要： 微生物燃料电池在降解污染物的同时能够自发产电,实现污水的资源化,具有广泛应用前景,因此,通过微生物燃料电池的实验教学,让环境专业本科生了解微生物燃料电池的运行过程,增强对污水资源化的感性认识,提高学生的专业素养.本文介绍了微生物燃料电池的基本原理和结构,电池构建的步骤及实验注意事项,为探索性实验提供参考与借鉴.

摘要： 本发明涉及蓄电池技术领域，具体公开一种电芯产气量检测方法及电芯产气量检测装置。本发明的电芯产气量检测方法包括：分别提供绝缘液体和待测的电芯；将电芯浸没在绝缘液体中，分别获取电芯的初始质量、电芯的初始体积和绝缘液体的密度；对电芯进行充电和/或放电操作；获取电芯充电和/或放电操作时的位于绝缘液体中的电芯的重力测试数值；根据电芯的重力测试数值、电芯的初始质量、电芯的初始体积和绝缘液体的密度确定电芯的产气量。本发明的电芯产气量检测方法能够实时获取重力计的测量值，从而实时检测电芯在性能测试过程中的产气量，能够实现小量程的测量，不涉及“排水法”中由液体间接获取气体的换算过程，因此检测结果准确。

摘要： 本发明涉及蓄电池技术领域，具体公开一种电芯产气量检测方法及电芯产气量检测装置。本发明的电芯产气量检测方法包括：分别提供绝缘液体和待测的电芯；将电芯浸没在绝缘液体中，分别获取电芯的初始质量、电芯的初始体积和绝缘液体的密度；对电芯进行充电和/或放电操作；获取电芯充电和/或放电操作时的位于绝缘液体中的电芯的重力测试数值；根据电芯的重力测试数值、电芯的初始质量、电芯的初始体积和绝缘液体的密度确定电芯的产气量。本发明的电芯产气量检测方法能够实时获取重力计的测量值，从而实时检测电芯在性能测试过程中的产气量，能够实现小量程的测量，不涉及“排水法”中由液体间接获取气体的换算过程，因此检测结果准确。

摘要： 弧菌作为海洋产电菌的产电方法，包括:a.制备弧菌作为微生物燃料电池接种物；b.制备阴极液和含燃料的阳极液；c.往微生物燃料电池阳极室中加入微生物燃料电池接种物，连接外电路，进行产电检测；d.弧菌接种于产电基础培养基中，在30°C，100rpm培养24h，采用4000rpm离心5min收集菌体，得到微生物燃料电池接种物；本发明的优点是：弧菌易于培养，能利用多种有机物产电，产电电压大。

摘要： 利用牛粪进行两相沼气发酵的产甲烷相产电装置及其产电方法，它属于微生物产电领域。本发明为牛粪应用提供一种新途径。本发明采用IC反应器作为阳极室。本发明方法如下：将牛粪经水解酸化相处理的发酵液通过进料口进入阳极反应室，同时接种微生物种群；阴极内装入浓度为0.5%的高锰酸钾溶液，在温度为35°C下启动运行，用导线将外接电阻与阴、阳极相连，即刻会有电流产生。本发明装置结构简单，便于操作，方法获得电能稳定，而且产电启动迅速，最大输出功率可达1050mW/M3，输出电压稳定在420~490mV；为牛粪应用提供一种新途径；为将来牛粪生物质资源实现低品值物质向高品值能源高效化、多元化开发应用提供重要理论参考。

摘要： 利用牛粪进行两相沼气发酵的水解酸化相产电的装置及其产电方法，它属于微生物产电领域。本发明为牛粪应用提供一种新途径。本发明装置的阳极室和阴极室通过隔膜分开。本发明方法如下：一、新鲜牛粪于室温兼厌氧条件避光堆放，过滤；二、配制混合物料；三、装料；四、启动运行， 48h后电流稳定输出，即实现了利用牛粪进行两相沼气发酵的水解酸化产电。本发明装置结构简单，便于操作，方法获得电能稳定，最大输出功率可达264mW/M3，输出电压稳定在416～456mV；为牛粪应用提供一种新途径。

摘要： 本发明提供了一种可产电的多槽一体盆栽装置，该装置包括：主槽体、多个质子膜槽、多个阴极、多个阴极导线、多个阳极槽、多个阳极、多根阳极导线和过滤机构。每个所述质子膜槽和每个所述阳极槽均设置在所述主槽体中。所述质子膜槽以主槽体的内壁作为其一部分槽壁，并使用质子交换膜围合该部分槽壁而形成了质子膜槽；一个质子膜槽通过所述质子交换膜接壤一个所述阳极槽。所述过滤机构覆盖在所有阳极槽上，所述过滤机构设置有给水通过的漏孔。所述过滤机构上种植植物，植物生长土壤淋洗的渗滤液通过漏孔滴入阳极槽内，微生物分解有机物产生质子和电子，电池组件长期接触阳极液能使电池积累电荷，产生电能。

摘要： 本发明涉及微生物电化学领域，具体为一种中空纤维膜组件作为甲烷驱动的微生物燃料电池阳极的产电装置及其产电方法，该产电装置包括阳极室和阴极室，阳极室以可导电的中空纤维膜组件作为电极材料，中空纤维膜组件通过连接气体钢瓶持续向微生物燃料电池提供气体底物甲烷作为电子供体，阴极室以碳粘作为电极材料；本发明适用于所有以气体作为底物的微生物燃料电池系统，改进的中空纤维膜组件不仅可以导电同时提高了气体底物的传质效率，从而提高了微生物燃料电池的产电效率；本发明将纤维膜反应器与微生物电化学系统集成在一起，促进了以气体甲烷为底物的微生物燃料电池技术的发展和能源的回收利用，同时也降低了温室气体甲烷的排放。

摘要： 弧菌作为海洋产电菌的产电方法，包括:a.制备弧菌作为微生物燃料电池接种物；b.制备阴极液和含燃料的阳极液；c.往微生物燃料电池阳极室中加入微生物燃料电池接种物，连接外电路，进行产电检测；d.弧菌接种于产电基础培养基中，在30°C，100rpm培养24h，采用4000rpm离心5min收集菌体，得到微生物燃料电池接种物；本发明的优点是：弧菌易于培养，能利用多种有机物产电，产电电压大。

摘要： 利用牛粪进行两相沼气发酵的水解酸化相产电的装置及其产电方法，它属于微生物产电领域。本发明为牛粪应用提供一种新途径。本发明装置的阳极室和阴极室通过隔膜分开。本发明方法如下：一、新鲜牛粪于室温兼厌氧条件避光堆放，过滤；二、配制混合物料；三、装料；四、启动运行，48h后电流稳定输出，即实现了利用牛粪进行两相沼气发酵的水解酸化产电。本发明装置结构简单，便于操作，方法获得电能稳定，最大输出功率可达264mW/M3，输出电压稳定在416～456mV；为牛粪应用提供一种新途径。

摘要： 利用牛粪进行两相沼气发酵的产甲烷相产电装置及其产电方法，它属于微生物产电领域。本发明为牛粪应用提供一种新途径。本发明采用IC反应器作为阳极室。本发明方法如下：将牛粪经水解酸化相处理的发酵液通过进料口进入阳极反应室，同时接种微生物种群；阴极内装入浓度为0.5%的高锰酸钾溶液，在温度为35°C下启动运行，用导线将外接电阻与阴、阳极相连，即刻会有电流产生。本发明装置结构简单，便于操作，方法获得电能稳定，而且产电启动迅速，最大输出功率可达1050mW/M3，输出电压稳定在420~490mV；为牛粪应用提供一种新途径；为将来牛粪生物质资源实现低品值物质向高品值能源高效化、多元化开发应用提供重要理论参考。