基于微生物燃料電池的串并聯(lián)與電源管理系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著人們生活水平提高，傳統(tǒng)能源瀕臨枯竭，對清潔高效的新型能源的研究迫在眉睫。而沉積物-微生物燃料電池作為新型能源的一種，既對環(huán)境污染的治理有益，也可以作為傳統(tǒng)能源的替代品為電子器件提供電能。然而，微生物燃料電池輸出的開路電壓在0.6V左右，輸出功率小于1mW，所以一般來說微生物燃料電池通常不能夠直接驅(qū)動目前已有的電路。針對沉積物-微生物燃料電池存在的上述問題，本課題的研究內(nèi)容主要有:(1)將沉積物-微生物燃料電池以進行不同的串聯(lián)或并聯(lián)方

2、式，研究電池組的輸出電壓與產(chǎn)電能力;(2)研究微生物燃料電池的電源管理系統(tǒng)，分析研究微生物燃料電池驅(qū)動小功率器件的可能性。
　　該課題首先分別研究了不同的連接方式、電池組內(nèi)部電池數(shù)目對電池組輸出電壓和電池組的最大功率密度的影響。將沉積物-微生物燃料電池分別多個串聯(lián)或并聯(lián)分析電池組的輸出電壓。串聯(lián)電池組和并聯(lián)電池組都表現(xiàn)出內(nèi)部擁有的電池個數(shù)越多，電池組的輸出電壓越高。在同樣的連接電池數(shù)目下，并聯(lián)連接的電池組比串聯(lián)連接的電池組的最大輸

3、出功率更高。而電池組內(nèi)部連接電池數(shù)目越多，串聯(lián)連接電池組與并聯(lián)連接電池組的最大輸出功率都會提高。對于六個串聯(lián)電池組中，輸出電壓在開始啟動時約為0.9V左右，隨著運行時間的增加，電壓逐漸減小至0.3V到0.4V之間。而對六個并聯(lián)電池組的研究發(fā)現(xiàn)，其輸出電壓在開始啟動時約為0.3V，隨著運行時間的增加，輸出電壓逐漸增大至0.8V。六個串聯(lián)微生物燃料電池組的最大功率密度為4.6mW/m2，六個并聯(lián)微生物燃料電池的最大功率密度為6.8mW/m2