鹽橋連接下微生物燃料電池陽極材料及其應(yīng)用的研究.pdf

1、微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell,簡稱MFC)是以微生物為主體,通過其代謝作用將有機(jī)物中蘊(yùn)含的能量回收,從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程。微生物燃料電池作為一種新型的廢水處理技術(shù),在進(jìn)行廢水處理的同時還能回收一部分能量,可降低廢水處理的成本,并且可以改善傳統(tǒng)污水處理成本高,耗能大等缺點(diǎn)。雖然微生物燃料電池目前的產(chǎn)電量與普通的電池性能還有差距,但是,微生物燃料電池的在未來的發(fā)展?jié)摿ξ覀兪遣荒芎鲆暤摹?br>　　 為了

2、揭示不同的陽極碳材料對微生物燃料電池(MFC)產(chǎn)電性能的影響。以最大功率,極化曲線和內(nèi)阻作為評價指標(biāo),比較了碳紙,碳?xì)?碳纖維布3種陽極材料的表面積,厚度,密度對微生物燃料電池性能的影響。結(jié)果顯示,以鹽橋連接的微生物燃料電池以碳材料作為陽極有較好的產(chǎn)電性能,在同等試驗(yàn)條件下,碳纖維布產(chǎn)生的電壓峰值最高,為700 mV,且其內(nèi)阻最小,變化穩(wěn)定。以密度分別為20 g／m2、55 g／m2、200 g／m2的3種材料碳紙、碳?xì)?、碳纖維布作陽極

3、,產(chǎn)生的最大電功率分別為9.36 mW、12.3952 mW、37.09 mW,說明陽極碳材料的密度越大產(chǎn)生最大電功率也就越大。
　　 以鹽橋?yàn)檫B接,碳布為陽極材料,研究進(jìn)水COD,電解質(zhì)質(zhì)量濃度,曝氣頭位置等運(yùn)行參數(shù)對微生物燃料電池性能的影響。結(jié)果顯示,在進(jìn)水COD達(dá)到1200mg／L時,微生物燃料電池的輸出功率密度達(dá)到最大,為0.166μW／cm-2。在一定范圍內(nèi),微生物燃料電池的輸出功率是隨著進(jìn)水COD的升高而增大的。微生

4、物燃料電池對COD的去除率在初始階段是低于傳統(tǒng)厭氧對COD的去除率的,但隨著COD的逐漸升高,微生物燃料電池對COD的處理能力也是增強(qiáng)的。在陽極基質(zhì)中加入電解質(zhì)質(zhì)量濃度為1.5mg／L時,微生物燃料電池的產(chǎn)電性能是最佳的,電壓最大值為436mV。在一定范圍內(nèi)增加電解質(zhì)的質(zhì)量濃度,有利于提高微生物燃料電池的性能.
　　 為研究微生物燃料電池在實(shí)際廢水處理的運(yùn)用,用微生物燃料電池來處理實(shí)際的造紙廢水,考察在造紙廢水下,微生物燃料電池

5、的處理效率,以及在不同溫度條件下,微生物燃料電池處理能力的規(guī)律。研究表明,微生物燃料電池在處理造紙廢水時,能獲得較高的電壓。在溫度為18℃,38℃時,微生物燃料電池都能有較好的廢水處理能力,處理率達(dá)到38％,說明微生物燃料電池處理廢水時,在常溫下就可獲得較好的處理能力。若用微生物燃料電池來處理實(shí)際的廢水,則可大大的節(jié)約成本。
　　 總體來說,微生物燃料電池是可以通過合理調(diào)節(jié)其運(yùn)行參數(shù)而達(dá)到性能最優(yōu)的,它在未來的能源應(yīng)用中將有廣闊