微生物燃料电池处理苯酚废水

文章采用能作为电子供体的特征污染物苯酚化合物为阳极室的底物,厌氧微生物为阳极催化剂,钛基-二氧化铅电极为阴极来构建微生物燃料电池,利用阳极室处理苯酚废水,同时输出能量,探求利用微生物燃料电池处理苯酚废水的新模式,且为有毒有害物质的去除提供新方法;同时研究不同温度及苯酚质量浓度对微生物燃料电池处理苯酚废水的性能影响。研究表明,微生物燃料电池能够处理苯酚废水,在苯酚质量浓度为0.15 g/L,温度为35℃的实验条件下去除效率为99.63%。     

单室微生物燃料电池处理生活污水特性研究

目的研究单室微生物燃料电池(MFC)在间歇运行条件下对COD、NH+4、TP和NO-3的处理效果.方法采用石墨板为阴极,构建了单室空气阴极微生物燃料电池,以混合菌种接种,并以乙酸钠和碳酸氢钠为碳源.结果进水COD质量浓度400~900 mg/L,出水COD质量浓度维持在100 mg/L;NO-3去除率可达到90%以上.单室空气阴极微生物燃料电池可以有效降解污水中的有机物,COD去除率可以达到80%以上,但COD的质量浓度并不是影响MFC电压的主要因素.微生物燃料电池对NH+4和TP去除率都较低,同时表明阳极室中的NH+4和TP并没有参与微生物燃料电池的产电反应,NH+4和TP的质量浓度对微生物燃料电池的电能输出也没有明显影响.结论 MFC对于含NO-3的污水处理效果较好,但去除NO-3的同时对电池的产电效果影响很小.     

以垃圾渗滤液为燃料的微生物燃料电池产电性能

以吉林省四平市某垃圾场渗滤液为燃料, 纯钛板为负载微生物阳极和阴极, 用盐桥转移电子方式组建双室微生物燃料电池(DCMFC). 研究阴极室溶液电子受体质量浓度、 pH值、 温度等因素对输出功率密度、 开路电压、 内阻等电池性能的影响, 并考察了对垃圾渗滤液的处理效果. 实验结果表明, 阴极溶液以1.0 g/L双氧水为电子受体, 在pH=2.5、 ρ(硫酸钠)=0.5 g/L、 温度约为30 ℃的最佳实验条件下, 该微生物燃料电池的输出功率密度达12.074 W/m², 开路电压为1.13 V, 内阻为76.868 Ω. 经过连续30 d的运行, 垃圾渗滤液化学需氧量(COD)去除率达95%, 表明选择恰当的阴极室溶液能提高微生物燃料电池的产电性能.     

颗粒活性炭改进阳极提升微生物燃料电池性能的研究

微生物燃料电池(MFCs)的阳极是产电菌降解有机污染物并产电的场所,是微生物燃料电池性能提升的限制性因素之一,本研究通过改进阳极提升微生物燃料电池产电性能.试验采用了两种类型的微生物燃料电池,用作对比的常规炭布阳极微生物燃料电池(Carbon-MFCs)和用颗粒活性炭(GAC)改进阳极的微生物燃料电池(GAC-MFCs),对比实验结果表明用GAC改进阳极可以有效提高微生物燃料电池功率输出:Carbon-MFCs在一个星期驯化后,输出电压稳定在300mV,最大功率密度到达200mW/m2;GAC-MFCs需要较长驯化期,在一个星期驯化后,输出电压100mV,但在2000h后,输出电压稳定在380mV,阳极的改进使输出电压提高26.7%,最大输出功率密度达到560mW/m2,提高了180%;颗粒活性炭的巨大比表面积增加了生物膜载体面积,提高了产电菌和协同参与产电菌总量,使库伦效率提高了3.4倍;颗粒活性炭的物理和电学特性使电池内阻降低38%.结果显示:使用颗粒活性炭作阳极可有效提高微生物燃料电池功率输出.     

沉积型含油污泥微生物燃料电池的性能

以含油污泥为阳极底物构筑了沉积型微生物燃料电池(SMFC),通过检测输出电压、功率密度、表观内阻和原油去除效果等性能指标,分别考察了阳极填料、电极面积、pH对SMFC的性能影响.结果表明:相比活性炭填料,碳毡填料使SMFC发电性能更优且原油去除率提高了8.03%;增加电极面积,SMFC内阻减小、发电性能和原油去除率得到提升;酸性或碱性阳极底物不利于SMFC发电和降解油污,而阳极底物的pH=7.5时,SMFC的发电及油污降解性能最佳,输出电压和原油去除率分别达373.7 mV、45.36%.     

纳米Al2O3介导的固定化小球藻燃料电池产电性能分析

采用纳米Al2O3 海藻酸钠联合固定化制备小球藻胶球,并应用于微生物燃料电池阴极,以提供电子受体,考察电池的产电性能。研究结果表明:加入纳米Al2O3能提高海藻酸钠固定化小球藻胶球的比表面积,使固定化小球藻阴极MFCs输出电压由0113 V提高到0173 V,且电池的输出电压随着胶球粒径的减小和加入量的增加而提高,光照可降低MFCs内阻,提高产电性能。     

双室型微生物燃料电池协同脱氮的初步研究

微生物燃料电池（Microbial fuel cells，MFCs）就是利用微生物作为催化剂氧化有机物或无机物产生电流的装置。在阳极区由基质氧化产生的电子传递给阳极（负极），经连接有电阻或负载的导线流到阴极（正极），再传递给阴极区的电子受体，常采用质子交换膜将阳极和阴极分开。MFCs技术具有反应条件温和、底物广泛、清洁高效和能量输出等显著优点，     

微生物燃料电池的热力学研究

主要从热力学方面研究微生物燃料电池的特性.研究发现:微生物燃料电池中葡萄糖的氧化是一个放热的熵增反应,能够自发进行.在标准状态条件下,最大发电量为2840kJ/mol;可逆电压为1.227V,其中阴极反应的可逆电压为1.229V,阳极反应的可逆电压为-0.002V.在压强不变的条件下,可逆电压与温度成线性变化关系,但变化幅度不大;在温度不变的条件下,压强与可逆电压无关;浓度对可逆电压的影响由能斯特方程来描述.     

MnO_2@graphene为阴极催化剂的微生物燃料电池产电性能研究

以碳布为阴阳极材料,乙酸钠为底物,MnO_2@graphene为阴极催化剂构建空气阴极单室微生物燃料电池(MFC),研究了阳极液pH、阳极底物初始COD浓度、MFC运行温度等因素对MFC输出电压和产电功率的影响﹒研究结果表明,阳极液pH对MFC产电性能影响最大,而阳极底物初始COD浓度影响最小﹒在阳极液pH为8、MFC运行温度为308 K和阳极底物初始COD浓度为800 mg/L时MFC的产电性能和污水处理最佳﹒在此条件下,MFC对污水中COD的降解率可达98.4%,输出电压和产电功率密度分别可达0.813 V和2 046.9mW/m~2,说明以MnO_2@graphene为阴极催化剂的MFC具有较好的产电性能和污水处理效能﹒     

不同因素对三维电极体系电极电位的影响

反应器采用颗粒状活性炭为填料，中间位置添加隔膜，研究了不同条件下三维电极体系电极电位的分布规律及其影响因素．结果表明，三维电极阴极和阳极区靠近隔膜处的电极电位绝对值明显高于靠近两极处的电极电位，且阴极和阳极区电极电位绝对值都随外加电压的增大而上升．阴极板材料性质决定了阴极板电极电位的高低：阴极板材料还原性能愈强，其极板电极电位负值绝对值愈大；阴极板材料还原性能愈弱，其极板电极电位负值绝对值愈小．不同厚度隔膜处理不会影响极板电极电位高低，也不会影响阳极反应区电极电位大小，但能提高三维电极体系还原区的还原能力．与低浓度的反应溶液相比不仅提高了阴极反应区电极电位，还能影响极板电极电位的高低．     

镍在熔融碳酸盐中的氧化行为

利用循环伏安、Ｘ射线衍射以及Ｘ射线光电子能谱等方法研究了镍电极在熔融碳酸盐中的氧化行为以及温度、气氛对其氧化行为的影响。     

A Mathematic Model of Gas-diffusion Electrodes in Contact with Liquid Electrolytes

A mathematic model is developed which is applied to analyze the main factors that affect electrode performance and to account for the process of reaction and mass transfer in gas-diffusion electrodes in contact with liquid electrolytes. Electrochemical Thiele modulus φ^2 and electrochemical effectiveness factor η are introduced to elucidate the effects of diffusion on electrochemical reaction and utilization of the gas-diffusion electrode. Profile of the reactant along axial direction is discussed, dependence of electrode potential V on current density J, are predicated by means of the newly developed mathematical model.     

中温质子传导膜H2S燃料电池电极催化剂

研究了基于三相边界层理论设计的中温质子传导膜H2S燃料电池的阳极与阴极催化剂.考察了3种阳极催化剂Pt、MoS2及复合金属硫化物(MoS2/N iS)电化学氧化硫化氢的性能和在硫化氢环境下的化学稳定性,发现MoS2和复合MoS2/N iS催化剂比Pt具有更好的催化活性,但MoS2在温度超过450℃时会升华,而含有Mo和过渡金属N i的复合MoS2/N iS催化剂在操作条件下很稳定.文中还研究了两种阴极催化剂Pt与复合N iO催化剂的电化学性能,发现复合N iO催化剂比Pt电极具有更低的过电位和更好的电化学性能;虽然复合电极的导电性比Pt差些,但是这一问题可以通过在电极中掺杂10%的Ag粉解决.由H2S、(MoS2 N iS Ag 电解质 淀粉)/Li2SO4-A l2O3/(N iO Ag 电解质 淀粉)、空气构成的燃料电池在101.13 kPa和600~680℃下的电化学特性研究表明,电池最大输出电流密度和功率密度在680℃时分别达到240mA/cm2和70mW/cm2.     

用EIS研究PEMFC膜电极的运行条件对其性能的影响

在质子交换膜燃料电池（PEMFC）中，采用电化学阻抗谱（EIS）研究了膜电极（MEA）的一些运行条件对其工作性能的影响，并探讨了其作用机理．通过测量数据的解析和等效电路的数学模拟，得到了与MEA结构关联的电极诸参数随电池温度和反应气体压力的变化规律．研究表明，MEA的氧电极的电化学反应电阻随电池温度的升高显著减小，氧电极的双电层电容随电池温度的升高有所增加，表明电极有效面积得以增加，有利于MEA工作性能的提高．     

碱性燃料电池型反应器中过氧化氢的合成

以片状Nafion膜作为固体电解质, Teflon乳液作为粘结剂,制备了分别以石墨和钯黑为活性材料的气体扩散电极,探讨了氧气进行电催化还原反应制备过氧化氢的过程,并分析了不同的电极组成、氧气压力以及电解电压对电解效果的影响,从而确定了较佳的电解条件.     

铂含量对铂炭复合电极电化学参数的影响

以乙炔黑为载体，用化学吸附还原法制备了不同铂含量的铂炭复合电极，采用恒电位法测定出这些铂炭复合电极的阴极过电势η随极化电流密度j的变化关系曲线（阴极极化曲线），在此基础上求出了铂炭复合电极的交换电流密度、塔菲尔常数和对称系数等有关电化学参数。实验结果表明，在一定范围内，随着铂炭复合电极中的含量的增加，其交换电流密度也随之增大。这表明在此范围内，随着电极中铂含量的增加，铂炭复合电极传输氧化还原反应电流的能力逐渐增强。因此，将铂炭复合材料作为离子膜燃料电池电极材料时，铂含量高的铂炭复合电极更有利于电化学反应的进行。实验结果还表明，铂炭复合电极中的铂含量对电极反应过程中的塔菲尔常数和对称系数都有一定的影响，随着复合电极中铂含量的增加，电极反应过程中的塔菲尔常数和对称系数也发生规律性的变化。     

直接氧化型葡萄糖燃料电池的研制

研究了新型Ｐｔ／Ｃｏ／Ｃ电催化剂的制备,并以其作为阳极制备直接氧化型葡萄糖燃料电池．实验结果证明,葡萄糖燃料电池具有较高的电动势和较优的电极性能,电极稳定性好,不存在毒化问题,是一种有开发前景的燃料电池．     

Reduction of Pt Usage in Fuel Cell Electrocatalysts Using Carbon Nanotubes and Non-Pt Metals

The high-priced and limited Pt constitutes a high barrier to commercialization of fuel cells. Pt is essential for the electrode catalyst of polymer electrolyte fuel cells （PEFCs）. A reduction in Pt usage is one of the key requirements for the commercialization of fuel cells for use in everyday life, because of its high price and limited availability, and the difficulty of finding suitable substitutes. Non-Pt fuel cell catalysts will decrease the demand for Pt by PEFCs, enabling more Pt to be available for use in other essential products, and make fuel cells more popular. The cheaper Mo2C is known to possess similar catalytic activities and electronic structures to Pt. Carbon black （CB） is widely used as the support for Pt nanoparticles. However,     

钙钛矿型复合材料La0.7Sr0.3-xMxFeO3(M=K,Ca)的制备及性能

采用EDTA-柠檬酸联合络合法合成了La0.7Sr0.3-xCaxFeO3(LSCaF;x=0,0.1,0.15)和La0.7 Sr0.3-xKxFeO3 (LSKF;x=0,0.01,0.05)系列阳极材料,并采用XRD,SEM技术及直流四探针法等实验手段分别对其结构,形貌及电导率进行了测试,分别讨论了A位掺入Ca,...     

金属蒸气法制备Pd－Cu／C燃料电池电极

应用金属蒸气法制备了三种金属含量比不同的Ｐｄ－Ｃｕ／Ｃ燃料电池电极。ＸＲＤ和ＴＥＭ测定结果表明Ｐｄ和Ｃｕ已形成合金，合金的颗粒很小，平均直径小于５ｎｍ。ＸＰＳ和Ａｕｇｅｒ能谱说明Ｐｄ和Ｃｕ均以零价态存在。极化曲线实验结果看出，随着催化剂中Ｃｕ比例增加，电极的催化活性略有增加．ＫＯＨ溶液浓度（１～５摩尔／升）增大，电极活性随极化电流改变减小。