微生物燃料電池（Microbial Fuel Cell,MFC）是一種能通過產(chǎn)電微生物的代謝來氧化有機(jī)物并產(chǎn)生電子,從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。MFC具有運(yùn)行成本低和污水能源化等優(yōu)勢,被認(rèn)為是一種新型污水處理技術(shù)。然而,MFC的低功率輸出和難以大型化是此項(xiàng)技術(shù)大面積推廣應(yīng)用的阻礙。因此,如何設(shè)計(jì)兼具高功率密度和容易大型化設(shè)計(jì)的新MFC構(gòu)型,是MFC研究和實(shí)際應(yīng)用中面臨的重要課題。針對以碳刷和碳?xì)值炔牧献鳛殛枠O的MFC構(gòu)型的缺點(diǎn),以減少陽極微生物載體材料的使用量、降低MFC整體成本和易放大應(yīng)用的角度考慮,本論文研究設(shè)計(jì)并制備了一種新構(gòu)型的單室空氣陰極MFC。其陽極采用平狀式的連續(xù)碳纖維,陰極仍然采用負(fù)載有鉑碳催化劑的碳布組成,將其組裝成容積為30mL的小型MFC。電池啟動(dòng)后,輸出電壓為0.47V,最大功率密度為4.3mW/g。以碳刷和碳?xì)肿鳛閷φ战M,通過電化學(xué)表征和掃描電子顯微鏡發(fā)現(xiàn),所用的連續(xù)碳纖維陽極的電子傳輸效率更好,成本更低。而對陰陽極的間距進(jìn)行優(yōu)化后（1.5cm）,電池的負(fù)載電壓上升至0.52V,最大功率密度升至5.8mW/g。對表面惰性高的碳纖維進(jìn)行碳納米管改性,使得電池... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 微生物燃料電池簡介
        1.2.1 微生物燃料電池的歷史
        1.2.2 微生物燃料電池的結(jié)構(gòu)及原理
    1.3 微生物燃料電池陽極材料的研究
    1.4 微生物燃料電池的現(xiàn)有構(gòu)型
        1.4.1 微型構(gòu)型
        1.4.2 放大構(gòu)型
    1.5 微生物燃料電池的應(yīng)用
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容
        1.6.1 研究的目的和意義
        1.6.2 研究的主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與化學(xué)試劑
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品與材料
    2.2 電池結(jié)構(gòu)
        2.2.1 小型電池
        2.2.2 中型電池構(gòu)型
    2.3 電極制備與預(yù)處理
        2.3.1 陽極材料的選擇與處理
        2.3.2 陰極材料的選擇與處理
    2.4 測試方法
第三章 不同陽極結(jié)構(gòu)對MFC的性能的影響
    3.1 引言
    3.2 不同陽極構(gòu)造對MFC的影響
        3.2.1 陽極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.2 CF-MFC的能量輸出性能
    3.3 電池間距對產(chǎn)電性能的影響
    3.4 陽極修飾對產(chǎn)電能力的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 中型平板式MFC的構(gòu)建與運(yùn)行
    4.1 引言
    4.2 反應(yīng)器構(gòu)型與性能
        4.2.1 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.2 反應(yīng)器的能量輸出
    4.3 瀝青基碳纖維與聚丙烯腈基碳纖維對電池性能的影響
        4.3.1 Pitch基碳纖維和PAN基碳纖維的物理性質(zhì)
        4.3.2 電池運(yùn)行和電能輸出
        4.3.3 電流中斷法
        4.3.4 電化學(xué)阻抗譜法
        4.3.5 微生物生長情況
    4.5 小結(jié)
第五章 中型MFC串聯(lián)的研究
    5.1 引言
    5.2 S-MFC串聯(lián)結(jié)構(gòu)和電池啟動(dòng)
    5.3 SC-S-CF-PAN-MFC電能產(chǎn)出
    5.4 中型MFC的功率密度
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
科研成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者簡介
導(dǎo)師簡介
附件



本文編號(hào)：3019756