短臂型空气阴极微生物燃料电池产电特性研究

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• 出版年：2009
• 作者：郭坤；李顶杰；李浩然；杜竹玮
• 单位1：中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室
• 单位2：中国科学院研究生院
• 出生年：1986
• 学历：硕士研究生
• 语种：中文
• 作者关键词：微生物燃料电池；空气阴极；短臂；功率密度；库仑效率
• 起始页：3082
• 总页数：7
• 经费资助：国家自然科学基金项目（20876160）；国家高技术研究发展计划（863）项目（2007AA05Z158）
• 刊名：环境科学
• 是否内版：否
• 刊频：月刊
• 创刊时间：1976
• 主管单位：中国科学院
• 主办单位：中国科学院生态环境研究中心
• 主编：欧阳自远
• 地址：北京市海淀区双清路18号
• 邮编：100085
• 电子信箱：hjkx@rcees.ac.cn
• 网址：http://www.hjkx.ac.cn
• 卷：30
• 期：10
• 期刊索取号：P875.06 929-3

摘要

用夹子将质子交换膜和载铂量为0.2mg/cm²碳纸固定在阳极室的短臂端口构成短臂型空气阴极微生物燃料电池。利用污泥电池从厌氧消化污泥中富集产电菌于石墨棒表面，循环伏安法检测发现这些微生物具有电化学活性。将富集好的石墨棒作为阳极用于短臂型空气阴极微生物燃料电池，以醋酸钠为底物时该电池的最大功率密度为738mW/m²内阻为280Ω，开路电压为741mV。连续向阳极室通氮气和去掉质子交换膜可分别将电池的最大功率密度提高到745mW/m²和759mW/m²当两者同时作用时最大功率密度可达到922mW/m²而这3种条件下电池的内阻仍保持在280Ω左右。当底物浓度在12.62～100.96mg/L、外电阻为510Ω时，电池的最大输出电压和底物浓度之间存在明显的线性关系（R²=0.99）。当底物浓度高于100.96mg/L时，电池的最大输出电压不再增大并保持在302mV（外电阻为510Ω）。然而，电池的库仑效率则随着底物浓度的提高而提高，从31.83%逐渐增大到45.03%。