本文關鍵詞：電活性生物膜生長過程中電荷與傳質(zhì)阻抗的變化規(guī)律

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【摘要】：電活性生物膜因為能直接向胞外產(chǎn)生電子,將生物能直接轉(zhuǎn)化成電能,所以近年來已經(jīng)成為國際領域內(nèi)的研究熱點.在電活性生物膜內(nèi)部,一方面存在著復雜的生物電化學過程,另一方面微生物及生物膜生長又涉及復雜的質(zhì)量傳遞過程.本文針對電活性生物膜不同生長階段的質(zhì)量傳遞損失和電荷傳遞損失展開研究,以期找到在不同時期內(nèi)其產(chǎn)能的限制因素,這將對于電活性生物膜性能的改善具有至關重要的作用.本研究結(jié)果表明,80 h時,電荷傳遞阻抗占總內(nèi)阻的99.8%.因此在電活性生物膜運行初期,電荷傳遞阻抗成為限制其產(chǎn)能的主要因素.隨著運行時間的增長,電荷傳遞阻抗的比例不斷下降,430和460 h時分別為86.9%和72.9%.運行到500 h后,電荷傳遞阻抗的比例下降到33.1%.然而此時,傳質(zhì)阻抗的占比上升到38.6%.因此當電荷性生物膜逐漸成熟時,電荷阻抗和傳質(zhì)阻抗共同成為其產(chǎn)能的限制因素.因此在電活性生物膜不同生長階段,采用不同的方法來降低其對應的內(nèi)阻對提高產(chǎn)電性能至關重要.
【作者單位】： 北京工業(yè)大學環(huán)境與能源工程學院教育部傳熱強化與過程節(jié)能重點實驗室;
【關鍵詞】： 電活性生物膜 微生物燃料電池 電化學 傳質(zhì)阻抗 電荷阻抗
【分類號】：TM911.45
【正文快照】： 探索新能源及新的能源開發(fā)利用途徑與技術(shù)是我們必須應對的一大挑戰(zhàn).微生物燃料電池(microbial fuel cell,MFC)是近年來在環(huán)境保護和能源領域興起的一項新技術(shù)——利用微生物將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為電能的裝置[1~3].在MFC中,陽極上生長著一層電活性生物膜(electrochemically active bi

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本文編號：784073