生物電化學系統(tǒng)作為清潔能源,特別是微生物燃料電池（MFCs）受到廣泛關注。微生物燃料電池（MFCs）是一種以微生物為催化劑,將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,在有機廢水處理、環(huán)境監(jiān)測、生物傳感器、H₂等清潔能源的產(chǎn)生以及發(fā)電等實際生產(chǎn)活動中有廣闊的應用前景。然而,MFCs的研究和利用還處于起步階段,輸出功率低、成本高是阻礙其商業(yè)化的主要問題。針對以上問題,本文將展開以下探究:（1）MnO₂改性陽極在單槽式微生物燃料電池（SC-MFC）中的性能研究。首先,通過水熱法合成MnO₂,通過SEM等表征手段發(fā)現(xiàn)其為納米片結構,具有較好的結晶性能,并且表面附著較多納米線,N₂等溫吸附實驗結果顯示其比表面積為35.47 m² g^-1。將MnO₂與碳布復合之后,作為MFCs陽極,并進行電化學性能測試,結果顯示MnO₂改性陽極最大電功率密度為21.79 mW m^-2,較未改性的碳布陽極電功率密度提高了188.49%。... 

【文章來源】：煙臺大學山東省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

陽極和陰極組成的MFC系統(tǒng)[26]

圖1-2雙槽式MFC[31]

煙臺大學碩士學位論文5和性能高效來實現(xiàn)。目前，MFCs仍停留在實驗室水平分析和評價階段，但也有一些巧妙的設計將MFCs應用到其他廢水處理過程中。圖1-3空氣陰極的SC-MFC[32]Fig1-3Asinglechambermicrobialfuelcellwithoutanaircathode[32]1.2.3電極材料MFCs理想的電極材料應該考慮到微生物粘附，電子轉(zhuǎn)移速率和電化學效率，為了實現(xiàn)MFCs技術，材料的成本需要降低，功率密度需要提高。此外，陰極材料應該具備對氧還原有催化性能[22]。當選擇陰極陽極材料時，應該考慮以下幾個特性[26]：表面積、孔隙率、導電性[28]、穩(wěn)定性和耐久性，成本和可行性。下表1.1總結了MFCs組件和用于構造它們的材料[35-39]。表1.1MFC組件和用于構造它們的材料[35-39]Table1.1Basiccomponentsofamicrobialfuelcell[35-39]組件材料陽極石墨，石墨氈，碳紙，碳布，Pt，Ptblack，玻璃碳陰極石墨，石墨氈，碳紙，碳布，Pt，Ptblack，玻璃碳陽極室玻璃，聚碳酸酯，玻璃（德國）陰極室玻璃，聚碳酸酯，玻璃（德國）質(zhì)子交換系統(tǒng)Nafion,Ultrex，聚乙烯膜，poly（styrene–co–divinylbenzene），鹽橋，陶瓷隔膜催化劑Pt,Ptblack，MnO2，F(xiàn)e3+，聚苯胺，固定在陽極的電子中介體

【參考文獻】：
期刊論文
[1]MnO2基超級電容器電極材料研究進展[J]. 董潔,楊慶浩,卞潔鵬.  化工新型材料. 2020(01)



本文編號：3238778