Fe（Ⅲ）-EDTA作为阴极电子穿梭体的微生物燃料电池持续产电机制

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• 出版年：2009
• 作者：邓丽芳；周顺桂；张锦涛；庄莉；卢娜；张礼霞
• 单位1：中国科学院广州地球化学研究所
• 单位2：广东省生态环境与土壤研究所中国科学院研究生院
• 出生年：1982
• 学历：硕士研究生
• 语种：中文
• 作者关键词：微生物燃料电池；电子穿梭体；Fe（Ⅲ）-EDTA；氧化再生；Klebsiella pneunonae L17
• 起始页：2142
• 总页数：6
• 经费资助：国家自然科学基金项目（40601043，20777013）；广东省自然科学基金项目（07006759）；广东省科学科技创新引导项目（CX2007）
• 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：7
• 期刊索取号：P875.06 929-3

摘要

阴极氧还原反应（ORR）是影响微生物燃料电池（microbial fuel cell，MFC）性能的重要因素.采用双室MFC以Fe（Ⅲ）-EDTA为阴极液进行持续产电试验.结果表明，添加Fe（Ⅲ）-EDTA作为阴极液可显著加速氧还原反应速率，降低内阻，提高输出电压与功率.当阴极液中存在20.0mmol/L的Fe（Ⅲ）-EDTA时，电池内阻仅为300Ω，比对照降低了900Ω，其输出电压（1000Ω下）与功率密度可维持在200.1mV、16.0mW/m²左右，比不加的对照分别提高73.2%、70.1%.Fe（Ⅲ）-EDTA氧化再生与持续产电试验表明，Fe（Ⅲ）-EDTA可通过曝气氧化再生、循环利用，即Fe（Ⅲ）-EDTA可作为阴极电子穿梭体加速电子至氧气的传递.Fe（Ⅲ）-EDTA首先接受阴极电子被还原成Fe（Ⅱ）-EDTA，在阴极室充分曝气条件下，Fe（Ⅱ）-EDTA将电子传递给O₂同时被氧化再生成Fe（Ⅲ）-EDTA，从而完成电子从电极传递到氧气的穿梭过程，MFC得以长期稳定运行.进一步优化试验显示，Fe（Ⅲ）-EDTA作为阴极电子穿梭体强化MFC产电的适宜条件为：浓度20.0mmol/L、pH=5.0左右.在此条件下MFC的最大功率密度达100.9mW/m².