国际科技合作与交流专项项目(2006DFA91120)
- 作品数:8 被引量:88H指数:6
- 相关作者:梁鹏黄霞曹效鑫范明志张玲更多>>
- 相关机构:清华大学重庆工商大学北京科技大学更多>>
- 发文基金:国际科技合作与交流专项项目国家高技术研究发展计划中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域:环境科学与工程电气工程理学更多>>
- 碳纳米管阳极微生物燃料电池产电特性的研究被引量:15
- 2008年
- 考察了以碳纳米管(carbon nanotube,CN)、活性炭(activated carbon,AC)和柔性石墨(flexible graphite,FG)为阳极材料的3种微生物燃料电池(CN-MFC、AC-MFC和FG-MFC)的产电性能,其最大产电功率密度分别为402、354和274 mW/m2,CN-MFC产电功率密度和库仑效率均高于AC-MFC和FG-MFC.CN-MFC、AC-MFC和FG-MFC的内阻分别为263、301和381Ω,以碳纳米管为阳极材料可以有效降低MFC的阳极内阻.稳定运行后3种MFC阳极蛋白质含量分别为149、132和92μg/cm2,阳极上蛋白质含量与阳极内阻呈负相关.碳纳米管和活性炭粉作为阳极的MFC表面累计孔体积均高于柔性石墨阳极.3种阳极材料中柔性石墨的导电性最好,其次为碳纳米管,活性炭最低,与阳极内阻高低次序一致.测量CN-MFC、AC-MFC和FG-MFC内阻所需的稳定时间分别为1 800、1 200和300 s.
- 梁鹏范明志曹效鑫黄霞彭尹明王硕巩前明梁吉
- 关键词:微生物燃料电池内阻碳纳米管
- 生物阴极微生物燃料电池产电性能的研究被引量:2
- 2010年
- 构建了一个生物阴极微生物燃料电池,研究了外阻、基质初始浓度、缓冲溶液对微生物燃料电池产电性能的影响。结果表明:当外阻≥50Ω时,微生物燃料电池能稳定运行,其库仑效率随着外阻的减小而增大;微生物燃料电池稳定运行的时间随着基质初始浓度的增大而增加,但库仑效率随着基质浓度的增大而减小;缓冲溶液能提高微生物燃料电池的输出电压和库仑效率,使溶液的pH保持在中性附近,有利于微生物的生长。
- 钟登杰黄霞梁鹏夏雪
- 关键词:微生物燃料电池生物阴极输出电压库仑效率基质浓度
- 生物阴极型微生物燃料电池研究进展被引量:8
- 2010年
- 生物阴极型微生物燃料电池利用阴极微生物作为催化剂,降低微生物燃料电池成本的同时提高运行稳定性,受到广泛关注。文章根据最终电子受体将微生物燃料电池分为好氧生物阴极型和厌氧生物阴极型两类,分别对其产电机理、产电及污水净化效果进行评述,在此基础上分析影响生物阴极型微生物燃料电池产电的各种因素,提出生物阴极型微生物燃料电池的发展方向。
- 张玲梁鹏黄霞郑旭煦
- 关键词:微生物燃料电池生物阴极电子受体功率密度
- 双筒型微生物燃料电池产电及污水净化特性的研究被引量:17
- 2009年
- 构建了双筒型微生物燃料电池并考察了产电和污水净化特性,在此基础上考察不同阳极填料对微生物燃料电池产电的影响.通过稳态放电法和电流中断法测量得到微生物燃料电池的内阻,以颗粒石墨作为阳极填料的双筒型微生物燃料电池内阻为38.9Ω,阳极内阻、欧姆内阻和阴极内阻分别为5.1、14.1和18.7Ω,最大产电功率密度为6253mW/m3,双筒型微生物燃料电池的构型能有效提高单位体积质子膜面积.双筒型微生物燃料电池对COD的去除负荷为1.6kg/(m3.d),库仑效率约为10%~12%.阳极填料为大颗粒石墨、小颗粒石墨、碳毡和穿孔型碳毡的双筒型微生物燃料电池的内阻分别为47、39、28和33Ω,稳定运行周期分别为20、18、11和18d.从兼顾产电和稳定运行角度出发,穿孔型碳毡和小颗粒石墨更适合用作MFC阳极填料.
- 梁鹏黄霞范明志曹效鑫崔岳
- 关键词:微生物燃料电池填料
- 用于产电纯菌研究的MFC反应器的开发被引量:1
- 2012年
- 以纯菌为对象进行产电机理研究是微生物燃料电池(MFC)技术进一步提高输出功率、走向实用的重要基础之一,然而由于产电纯菌研究要求的无菌性、厌氧性较为苛刻,给此类反应器的搭建、运行造成诸多困难。基于此,设计搭建了一种可灭菌的组件式两瓶型MFC,对其各组件进行了比较研究,并考察了接种Geobacter sulfurreducens后MFC的运行情况。研究结果表明,该反应器在运行周期内可保持良好的灭菌状态;使用铁氰化钾可有效地降低阴极极化,并保持阳极室的厌氧状态;该反应器可以较好地满足MFC对纯菌研究的要求。
- 曹效鑫梁鹏范明志黄霞
- 关键词:微生物燃料电池铁氰化钾
- 好氧生物阴极型微生物燃料电池的同时硝化和产电的研究被引量:19
- 2010年
- 在两室型微生物燃料电池的阴极室接种硝化菌实现了同时硝化和产电.硝化过程和产电过程在同一区域实现,不仅能够充分利用曝气的溶解氧,节省曝气能源消耗,而且硝化过程产生的额外的质子,有效地避免了产电过程所造成的阴极pH值升高.运行稳定期间MFC的最大电流和最大功率密度分别为47mA和45.50W/m3,当进水氨氮浓度为153.4mg/L时,硝化速率为5.98mg/(L·d).硝化菌会与产电菌竞争溶解氧,但当溶解氧浓度控制在3.5~5.0mg/L时,硝化过程未对产电产生明显影响.无缓冲溶液的条件下,加入氨氮时的阴极电势比未加入氨氮时的阴极电势高124mV,且阴极电势变化的阶段与氨氮降解的过程是一一对应的.H+离子的理论计算表明,硝化过程产生的H+离子(8.14×10-3mol)与产电过程消耗H+离子(8.54×10-3mol)数量相当,证实了硝化作用中产生的H+离子能够补偿阴极室由于产电造成的H+离子的消耗,维持系统pH值的稳定.
- 谢珊陈阳梁鹏黄霞
- 关键词:微生物燃料电池硝化作用PH值
- 阳极电势对Geobacter sulfurreducens产电性能的影响被引量:6
- 2009年
- 以产电模式菌Geobacter sulfurreducens为研究对象接种两瓶型微生物燃料电池(MFC)阳极室,利用恒电位仪控制阳极电势,考察了7种电势条件下MFC的启动期、最大功率密度和阳极生物量的变化情况.研究结果表明,当阳极电势为-250,-100和50 mV(vs.SCE)时,MFC启动较快,CV曲线和极化曲线表明,在这3种电势条件下,MFC产电性能增强,其中阳极电势为-100 mV时,MFC最大功率密度为1.67 W/m3,比固定外阻条件下启动的MFC最大功率密度提高了5倍.控制合适的阳极电势可以使阳极生物量提高2.5~3倍.
- 曹效鑫范明志梁鹏黄霞
- 关键词:微生物燃料电池GEOBACTER
- 双筒型微生物燃料电池生物阴极反硝化研究被引量:29
- 2010年
- 利用双筒型微生物燃料电池生物阴极实现电反硝化脱氮,考察外电阻大小、进水硝酸盐和有机物浓度对产电和反硝化的影响.当外电阻从50Ω下降到5Ω,硝酸盐去除速率由0.26 mg/(L.h)上升到0.76 mg/(L.h);在外电阻为5Ω时,亚硝氮积累浓度达55 mg/L;硝酸盐起始浓度在20~120 mg/L时硝酸盐降解满足0级反应,硝酸盐浓度对MFC产电影响不显著;亚硝氮的积累浓度随硝酸盐起始浓度增加而增加,最高可达到35 mg/L;有机物的加入能提高阴极反硝化速度,避免亚硝酸盐积累,对MFC产电影响不大.
- 梁鹏张玲黄霞范明志曹效鑫
- 关键词:微生物燃料电池生物阴极反硝化