乙酸鹽型微生物燃料電池陽極優(yōu)化及產(chǎn)電性能研究.pdf

1、人類社會賴以生存和發(fā)展最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)是能源。目前隨著人類的發(fā)展，不可再生資源的利用，環(huán)境污染日益嚴重，尋找可再生新能源以及有效治理環(huán)境污染已經(jīng)成為全人類共同關(guān)注的問題。所以，把有機廢棄物如何持續(xù)有效地轉(zhuǎn)換成能夠被人類利用的資源，對于我國社會可持續(xù)發(fā)展甚至是全人類來說都有著重要的作用和意義。本課題在乙酸鹽型單室空氣陰極微生物燃料電池(MFC)的基礎(chǔ)上，進行了陽極優(yōu)化以及產(chǎn)電研究。
　　 (1)成功進行了陽極優(yōu)化，培養(yǎng)和啟動微生物

2、菌/還原石墨烯陽極生物膜結(jié)構(gòu)的電池，證明微生物菌/還原石墨烯陽極生物膜結(jié)構(gòu)有利于MFC產(chǎn)電，MFC功率密度可達1905±80mWm-2，同時庫倫效率(CE)也從30％提高到54％。
　　 (2)為了提高MFC產(chǎn)電性能，本實驗對陽極pH、添加表面活性劑以及陰極氧還原電催化活性做了研究。結(jié)果表明：①在pH=9條件下MFC獲得最大功率密度為1170±58mWm-2(陽極膜表面積為7.0 cm2)，電流密度為0.18 mAcm-2，相比

3、較pH=9時的功率密度pH=7和pH=5時分別下降了29％和89％。因此，要提高電池產(chǎn)電性能在堿性(pH=9.0)條件下可實現(xiàn)。②添加表面活性劑發(fā)現(xiàn)，三種離子表面活性劑對微生物燃料電池產(chǎn)電性能都有抑制作用，在添加兩性離子表面活性劑條件下比添加陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑條件下獲得更優(yōu)的功率密度和電流密度等參數(shù)，說明兩性離子表面活性劑對MFC產(chǎn)電影響較小，而陰、陽兩種離子表面活性劑對MFC產(chǎn)電影響較大。因此，添加表面活性劑不能夠提高