纳米材料修饰微生物燃料电池阳极的研究进展

阳极作为微生物燃料电池中的重要组成部分,其性能的高低显著影响着微生物燃料电池的产电性能。纳米材料具有导电性好、表面积大等优良特性。因此,纳米材料修饰阳极能够有效减小电极内阻、增大微生物的粘附量,从而显著提高微生物燃料电池的产电性能。本文首先简要介绍了微生物燃料电池中阳极修饰纳米材料的种类,然后重点归纳了不同纳米材料修饰阳极对微生物燃料电池产电性能的影响及其原因。最后对微生物燃料电池阳极修饰纳米材料和技术进行展望。     

微生物燃料电池内阻及其影响因素分析

微生物燃料电池(MFC)是一种通过微生物的催化作用将有机物中的化学能直接转化为电能的生物反应装置,研究表明内阻是限制微生物燃料电池产能的重要因素。本文对目前国内外有关微生物燃料电池内阻的研究成果进行了总结,系统介绍了微生物燃料电池内阻定义、构成和常用的微生物燃料电池内阻测定方法,重点分析了反应器、产电底物、产电微生物和操作条件等对微生物燃料电池内阻的影响,并结合已有的研究结果提出了降低内阻、提高微生物燃料电池产电性能的可行性方法。     

微生物燃料电池处理含硫废水研究进展

目前含硫废水污染很大,微生物燃料电池具有高效环境友好的特点成为研究热点。本文简要概述微生物燃料电池结构和发展历史,利用微生物燃料电池技术处理含硫废水的研究进展,最后分析了目前研究发展趋势和展望。     

关于微生物燃料电池底物的研究进展

近年来,微生物燃料电池已引起了广泛关注,它将低能量废水和木质纤维素生物质等有机废物转化为电能。在将来,微生物电能将成为一种重要的生物能源,因为微生物燃料电池提供了一种复合有机物和可再生生物能源中提取电能的可行性。人们研究了许多物质,以考察其是否能作为微生物电能转化的底物。这些物质包括人工的和天然废物,以及木质纤维素生物质。尽管现在微生物燃料电池提供的电流和功率较低,但是随着技术的发展和对微生物燃料电池系统的深入了解,微生物燃料电池转化的电流和电力将极大增加,从而向世人提供了一种可以将纤维素生物质和废水直接转化为有用能源的有效方法。本文介绍了迄今为止在微生物燃料电池中用到的各种反应底物,并对它们的应用效率和存在的不足进行了分析。     

沉积型海底微生物燃料电池构建及其影响因素研究

海底微生物燃料电池具有底物丰富、可长期运行、维护成本低和环境友好等特点,具有很好的研究价值和广阔的发展前景。但由于其低的功率密度输出和长期运行的不稳定性,使海底微生物燃料电池尚未得到广泛地实际应用。选取海底沉积泥用于实验室构建的海底微生物燃料电池装置中,比较了在不同阳极材料、阴阳极面积比、阳极修饰、阳极泥下深度条件下海底微生物燃料电池的功率密度输出及其电化学性能,得出最佳的海底微生物燃料电池阳极材料为碳毡;阴极及电极最佳面积比为1∶1;最佳阳极修饰为氨水浸渍;最佳阳极泥下深度为2 cm。     

铜绿假单胞菌存活时间延长可提高生物燃料电池的产电量

铜绿假单胞菌产生的次生代谢产物吩嗪化合物具有电子传递作用,可用于构建微生物燃料电池。如何通过改进微生物自身性质来提升微生物燃料电池产电量是研究的热点与难点之一。本文以铜绿假单胞菌SJTD-1和其敲除突变株SJTD-1(ΔmvaT)为对象,研究了以其搭建的微生物燃料电池的放电过程,分析了影响其放电量的主要因素。结果显示,假单胞菌产生的吩嗪化合物和发酵系统中细菌的活性与存活数量均会直接影响燃料电池的产电量。敲除突变株SJTD-1(ΔmvaT)可产生较多的吩嗪化合物,在生物燃料电池系统可持续放电超过160 h,产生2.32 J的总电量;而野生菌株SJTD-1仅能放电90 h,产生1.30 J的总电量。细胞生长分析结果进一步显示,与野生菌株相比,突变菌株SJTD-1(ΔmvaT)在发酵过程中维持了较长的稳定期生长,细胞存活时间更长,放电时间更持久。因此,铜绿假单胞菌存活时间延长,可增加其在微生物燃料电池中的放电时间,从而提升微生物燃料电池的总产电量。本研究可为通过工程菌株改造来提升微生物燃料电池总产电量的研究提供思路,有利于推进微生物燃料电池的实际应用。     

采用填充床阳极的甲醇生物燃料电池

燃料电池是将化学能转变为电能的装置,人们已经在无机物燃料电池方面取得了很大进展。现在以各种有机物为燃料的生物燃料电池受到了重视。自然界存在大量的微生物和酶,可以氧化各种有机物,因此在原理上可以构建许多采用天然原料为燃料的生物燃料电池。目前,生物燃料电池实用化的主要问题是所提供的电流密度低,通过使用介体可以提高电流密度,在这方面已经做了许多工作,本实验室也有类似的工     

产电菌群及电子受体对微生物燃料电池性能的影响

采用2种类型的微生物燃料电池--常规微生物燃料电池(S-MFCs,以生活污水作为产电菌群接种源、以硝酸盐作为电子受体）和改进后的微生物燃料电池（A-MFCs,以厌氧发酵液作为产电菌群接种源、以铁氰化物作为电子受体）,分析了产电菌群和电子受体的改进对微生物燃料电池产电性能的影响.结果表明：产电菌群和电子受体对MFCs驯化周期和运行周期具有显著影响,使驯化周期由S-MFCs的500 h缩短到A-MFCs的430 h,运行周期由S-MFCs的100 h增加到A-MFCs的350 h;改进后的微生物燃料电池使COD去除率提升了25%,使电压输出提高了约300%.选择合适的产电菌菌种和电子受体标准电极电势是微生物燃料电池性能提升的基础.     

一细菌可用于制造微生物电池

美国马萨诸塞大学研究人员日前成功分离出一种表面带有大量微小突起的细菌,由于它们表面的突起具有很强的导电性,用这种细菌制成的微生物燃料电池具有更强的发电能力,可在燃料电池的石墨阳极大量繁殖,并在阳极表面构成一层厚厚的导电生物膜。细菌表面的大量突起是一种蛋白质构成的细小纤维,它们如同“纳米级电线”,可通过生物膜传送电流,使用这种细菌制造的燃料电池将大大提高电池的电力输出。     

微生物燃料电池阳极产电微生物和阴极受体特性及研究进展

介绍微生物燃料电池的基本工作原理。根据电子传递方式阳极产电微生物分为无需中间体微生物和需中间体微生物。对阴极进行不同反应所涉及的最终电子受体进行了概述,并展望了微生物燃料电池的应用前景。     

微生物太阳能燃料电池的研究进展

摘要:能源危机已经成为阻碍世界发展的主要问题之一,微生物燃料电池的出现为能源危机提供了新的解决途径。将植物和微藻等光合生物与微生物燃料电池整合为微生物太阳能燃料电池(MSCs),能够实现将太阳能转化为电能。微生物太阳能燃料电池不仅能够实现电能持续稳定的产生,而且在污水处理,生物柴油加工以及中间代谢物生产等方面具有广阔的应用前景。本文从光合生物在微生物燃料电池中的作用的角度出发,在参考大量文献的基础上对微生物太阳能电池进行较为全面的综述,并评述其中的优点及不足之处,最后对微生物燃料电池面临的挑战及研究需求做简要分析。旨在为未来微生物太阳能燃料电池的实际应用提供参考。     

微生物燃料电池在固体废物堆肥中的应用进展

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)是一种近几年快速发展的废物处理与能源化技术,可以与污水处理、污染物降解、脱盐等环境技术结合。微生物燃料电池与堆肥技术结合可以在处理日益增长的固体废弃物的同时回收能量,具有很好的发展前景。文中分析了堆肥微生物燃料电池系统的微生物特征,探讨了堆肥过程中影响微生物燃料电池产电性能的因素,包括电极,隔膜,供氧和构型。最后归纳说明了堆肥微生物电池作为一种新的废弃物处理技术的特点:较高的微生物量并可产生较高的电流密度;对不同环境的适应性强;可以自身调节温度,能源利用效率高;质子从阳极向阴极的移动会受到不同堆肥原料的影响。     

信息

为植入医疗设备提供能量的燃料电池Brown大学新近开发出两个微液体燃料电池,可能实现植入体内医疗设备的长期运行。这种新的燃料电池能够为医疗设备提供长期电源,比如植入糖尿病人体内监测血糖水平的设备。“它们为发展和制造植入医疗设备用的微型燃料电池展示了一种新的样式,”领导这项研究的Tayhas Palmore副教授说。“尽管仍然存在许多基础科学问题需要解决,但如果能成功制造出长期运行的植入医疗设备,如体内血糖监测器,将帮助糖尿病人摆脱每次饭后的血糖测量,成为糖尿病治疗的重大进步。”燃料电池比热力发动机能够更有效地把化学能量…     

为植入医疗设备提供能量的燃料电池

Brown大学新近开发出两个微液体燃料电池，可能实现植入体内医疗设备的长期运行。这种新的燃料电池能够为医疗设备提供长期电源，比如植入糖尿病人体内监测血糖水平的设备。     

微生物燃料电池中假单胞菌F026的产电性能研究

基于微生物燃料电池的反应装置,从污水处理厂曝气池的污泥中通过富集,筛选和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析等手段驯化出1株高效产电假单胞菌F026。以F026为阳极产电菌制作微生物燃料电池,考察了底物种类、温度和p H值等因素对微生物燃料电池产电性能的影响。结果表明,F026最适合在以可溶性淀粉为底物,p H为中性偏碱性,温度在30~35℃的环境下生长。在此条件下,微生物燃料电池的最高电压达到500 m V,体积功率密度达到2 W/m3。     

微生物燃料电池生物质能利用现状与展望

作为一种新概念的废物处理与能源化技术,微生物燃料电池研究在过去10年里取得了长足的进步和技术突破。本文在简要介绍微生物燃料电池研究现状基础上,系统综述了该技术及与其他技术耦合在生物质能利用方面的最新研究进展,重点分析了其中存在的问题,并展望了该技术在生物质能转化和利用方面的研究前景。     

人体微生物发电

尽管利用人体自身微生物发电还只是设想,但它拓宽了应用微生物燃料电池供电的思路。     

微生物燃料电池在毒性物质检测中的应用

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)利用微生物整体作为催化剂催化底物将化学能直接转化为电能,是一种极具应用前景的生物电化学技术。微生物在阳极氧化还原有机物产生电子并传递给阳极,电子通过外电路传递至阴极后将电子释放给阴极中的氧化剂,从而产生电流。当有毒物质进入MFC,微生物活性降低,电子传递量变少,电流降低,而电流的产生与微生物活性呈线性关系,据此可检测样品的毒性。本文主要介绍了微生物燃料电池在毒性物质抗生素、重金属离子、有机污染物、酸等方面的研究,并分析了微生物燃料电池存在的问题及未来研究方向,以期不久的将来微生物燃料电池能付之使用。     

微生物燃料电池研究取得进展

自从第一次发现了活组织中的电活性以来,科学家和工程师们已经陆续地从不同有机体中寻找产生电池和燃料电池的生物体。然而,直到不久前,这些努力仅得到了基本上没有实用价值的实验室玩艺儿。但是,现在英国君王学院的研究者声称,他们已经生产了以大肠杆菌为基础的燃料电池原型。这种大肠杆菌电池利用蔗糖溶液产生的电量接近于理论上的最大值。这个想法是以细菌和酵母在糖代谢中的还原活性为基础的,在这一过程中,电子以通常用于细胞呼吸的反应中间物的形式释放出来。然而,在氧化还原剂中放入这些微生物,电子     

微生物燃料电池中产电微生物的研究进展

产电微生物是微生物燃料电池系统的核心组成, 本文从生物学角度介绍了几种产电微生物的分类学地位、形态特征、生理生化特征及在微生物燃料电池中的产电机理和产电能力, 分析了利用产电微生物进行废水处理同时生物发电的应用前景, 提出产电微生物在MFC系统中的进一步研究方向为微生物的富集、驯化、改造和多种菌种优化组合等。