微生物膜燃料電池(microbial fuel cell,簡(jiǎn)稱MFC)是一種產(chǎn)生電能的新方法-利用細(xì)菌通過生物質(zhì)產(chǎn)生生物電能。微生物膜燃料電池不僅能產(chǎn)電,因其陽(yáng)極反應(yīng)物為有機(jī)物,所以還可以進(jìn)行污水處理。微生物膜燃料電池中微生物膜是其關(guān)鍵組件,微生物膜的性能直接決定著微生物燃料電池的性能,而微生物膜的微觀結(jié)構(gòu)直接影響著微生物膜燃料電池的性能。用實(shí)驗(yàn)方法研究生物膜內(nèi)的物質(zhì)傳遞不僅成本高、周期長(zhǎng),還很難區(qū)分各個(gè)影響因素所起的作用。而計(jì)算機(jī)模擬恰好能彌補(bǔ)這些不足。目前,已有不少有關(guān)生物膜內(nèi)物質(zhì)傳遞性能模擬的研究,但是都是基于宏觀模型的。宏觀模型不考慮生物膜內(nèi)具體的多孔結(jié)構(gòu),不能很精確的膜內(nèi)物質(zhì)傳遞,只是簡(jiǎn)單的通過經(jīng)驗(yàn)公式或一些平均的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)粗略的模擬生物膜內(nèi)的物質(zhì)傳遞。但是,大量研究表明物質(zhì)在多孔介質(zhì)中的反應(yīng)與傳遞速率與其微觀結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。所以,本文中,我們致力于研究生物膜的微觀結(jié)構(gòu)。為了建立起孔隙率與物質(zhì)傳質(zhì)阻力之間較準(zhǔn)確的關(guān)系,我們根據(jù)給定的生物膜平均孔隙率,用Monte Carlo方法重構(gòu)了不同孔隙率下的生物膜的三維微觀結(jié)構(gòu)格點(diǎn)模型,并通過溶劑示蹤法計(jì)算出了不同平均孔隙率時(shí)生物膜內(nèi)胞...

【文章頁(yè)數(shù)】：54 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

本文編號(hào)：3879794