高溫微生物燃料電池產(chǎn)電性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-27 10:55
微生物燃料電池(Microbial fuel cell,MFC)是一種新興的環(huán)境生物技術(shù),所富集的產(chǎn)電微生物能夠轉(zhuǎn)化有機(jī)廢物為電能。目前相關(guān)研究集中于中溫(20-40℃)條件,而在高溫(55℃)條件下的研究較少。因此在本論文研究中,將乙醇作為電子供體,構(gòu)建兩室的高溫微生物燃料電池(thermophilic microbial fuel cell,TMFC),分析了其產(chǎn)電性能,并通過(guò)高通量測(cè)序和16S rRNA克隆文庫(kù)測(cè)序的方法表征了產(chǎn)電微生物組成。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究得到以下結(jié)論:TMFC的開(kāi)路電位約為650 mV,最大電壓約為550 mV,最大功率密度為437 mW/m2,庫(kù)倫效率為20.5±6.0%;菌群分析表明主要高溫產(chǎn)電菌是未經(jīng)培養(yǎng)的細(xì)菌克隆A55D21HBC01(屬于厚壁菌門細(xì)菌),相似度達(dá)到99%,占TMFC生物膜中所有細(xì)菌的90.9%。這種未知的細(xì)菌為研究高溫產(chǎn)電微生物提供了新的方向。此外,我們探究了不同溫度(低溫與強(qiáng)高溫)對(duì)微生物燃料電池產(chǎn)電性能的影響。但是在低溫(15...
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
高溫微生物燃料電池圖
燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文.4 電滲析的操作.4.1 ED 配置ED 分為三個(gè)室:陽(yáng)極室、稀釋室和陰極室。三個(gè)腔室的容積都是 0.1 L,在 ED裝有 AEM 和 CEM 分離器。陽(yáng)極和陰極之間通過(guò)直流電源 GPR-6030D 產(chǎn)生的電差,輸出電壓范圍為 0-60 V,輸出電流范圍為 0-3 A。碳板裁剪尺寸(3 cm×3 cm×0.2)用作陽(yáng)極和陰極。電滲析在 30°C 的空調(diào)下運(yùn)行。有效膜面積為 7.0 cm2。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,微生物燃料電池逐漸出現(xiàn)在人們的活動(dòng)中,微能夠釋放電能量,同時(shí)也可以處理廢棄物,實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源之處在于微生物替代了化學(xué)催化劑,這樣節(jié)約了成本又產(chǎn)生了電實(shí)驗(yàn)中微生物燃料電池陽(yáng)極采用的是厭氧泥,陰極采用的是鐵氰的產(chǎn)電微生物經(jīng)過(guò)降解有機(jī)物生成電子與質(zhì)子,電子經(jīng)過(guò)外電路,質(zhì)子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜從而流通到陰極室,通過(guò)這樣的循環(huán),路。FC 的性能室中的微生物群落培養(yǎng)并運(yùn)行 100 多天,得到了高活性的高溫產(chǎn)能如下:TMFC 的開(kāi)路電位約為 650 mV,與 TMFC 的前期工作相溫 MFC(表格 1-1),陽(yáng)極和陰極 pH 值沒(méi)有顯著變化,保持在
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微生物燃料電池降解焦化廢水過(guò)程研究[J]. 馮雅麗,于蓮,李浩然,康金星,王媛. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2018(11)
[2]淺談生物燃料的發(fā)展[J]. 李明秋. 節(jié)能. 2018(09)
[3]厭氧產(chǎn)氫微生物研究進(jìn)展[J]. 馬詩(shī)淳,羅輝,尹小波,張輝,鄧宇. 微生物學(xué)通報(bào). 2009(08)
[4]沼氣發(fā)酵過(guò)程研究進(jìn)展[J]. 成喜雨,莊國(guó)強(qiáng),蘇志國(guó),劉春朝. 過(guò)程工程學(xué)報(bào). 2008(03)
本文編號(hào):2941618
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
高溫微生物燃料電池圖
燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文.4 電滲析的操作.4.1 ED 配置ED 分為三個(gè)室:陽(yáng)極室、稀釋室和陰極室。三個(gè)腔室的容積都是 0.1 L,在 ED裝有 AEM 和 CEM 分離器。陽(yáng)極和陰極之間通過(guò)直流電源 GPR-6030D 產(chǎn)生的電差,輸出電壓范圍為 0-60 V,輸出電流范圍為 0-3 A。碳板裁剪尺寸(3 cm×3 cm×0.2)用作陽(yáng)極和陰極。電滲析在 30°C 的空調(diào)下運(yùn)行。有效膜面積為 7.0 cm2。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,微生物燃料電池逐漸出現(xiàn)在人們的活動(dòng)中,微能夠釋放電能量,同時(shí)也可以處理廢棄物,實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源之處在于微生物替代了化學(xué)催化劑,這樣節(jié)約了成本又產(chǎn)生了電實(shí)驗(yàn)中微生物燃料電池陽(yáng)極采用的是厭氧泥,陰極采用的是鐵氰的產(chǎn)電微生物經(jīng)過(guò)降解有機(jī)物生成電子與質(zhì)子,電子經(jīng)過(guò)外電路,質(zhì)子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜從而流通到陰極室,通過(guò)這樣的循環(huán),路。FC 的性能室中的微生物群落培養(yǎng)并運(yùn)行 100 多天,得到了高活性的高溫產(chǎn)能如下:TMFC 的開(kāi)路電位約為 650 mV,與 TMFC 的前期工作相溫 MFC(表格 1-1),陽(yáng)極和陰極 pH 值沒(méi)有顯著變化,保持在
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微生物燃料電池降解焦化廢水過(guò)程研究[J]. 馮雅麗,于蓮,李浩然,康金星,王媛. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2018(11)
[2]淺談生物燃料的發(fā)展[J]. 李明秋. 節(jié)能. 2018(09)
[3]厭氧產(chǎn)氫微生物研究進(jìn)展[J]. 馬詩(shī)淳,羅輝,尹小波,張輝,鄧宇. 微生物學(xué)通報(bào). 2009(08)
[4]沼氣發(fā)酵過(guò)程研究進(jìn)展[J]. 成喜雨,莊國(guó)強(qiáng),蘇志國(guó),劉春朝. 過(guò)程工程學(xué)報(bào). 2008(03)
本文編號(hào):2941618
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