隨著世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,對能源的需求日益俱增和石化能源的日漸枯竭,開發(fā)優(yōu)質(zhì)可靠的新型清潔能源及調(diào)整世界能源結(jié)構(gòu)體系已成大勢所趨。微生物燃料電池(MFC)是一種利用生物質(zhì)為燃料的清潔、新型產(chǎn)能技術(shù),其直接將生物質(zhì)中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?具有燃料來源廣泛、資源轉(zhuǎn)化率高、無污染和反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點,是可持續(xù)再生新能源體系的新方向�；谖⑸锶剂想姵厮玫降牟牧显靸r比較昂貴,構(gòu)型不確定等眾多因素,本研究設(shè)計了一種新型的單室空氣陰極MFC,并以此為研究對象,分別以人工模擬廢水和葡萄糖溶液為燃料,污水處理廠厭氧池活性污泥為菌種,在間歇運行模式下對其產(chǎn)電性能及其影響因素進(jìn)行了研究,并對啟動后的陽極產(chǎn)電微生物進(jìn)行了鑒定分析。為微生物燃料電池將來在大規(guī)模開發(fā)、實際應(yīng)用方面提供了切實可行的依據(jù)。研究表明,該單室空氣陰極MFC可以在較短的時間內(nèi)得到啟動,且具有較好的重現(xiàn)性,輸出電壓穩(wěn)定。MFC可獲得輸出功率密度高達(dá)1319mW·m-3,內(nèi)阻為130Ω；MFC反應(yīng)器具有較高的污水去除能力,在利用5mmol/L的葡萄糖溶液(COD約為870mg/L)作為燃料時,COD去除率高達(dá)93.6%,處理后的COD值為60 mg...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
縮略詞
第1章 緒論
    1.1 能源需求與生物質(zhì)能源化技術(shù)
        1.1.1 能源需求
        1.1.2 生物質(zhì)能源化技術(shù)
    1.2 微生物燃料電池研究進(jìn)展
        1.2.1 發(fā)展史
        1.2.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.3 構(gòu)型設(shè)計及種類
        1.2.4 工作原理
        1.2.5 產(chǎn)電細(xì)菌的電子轉(zhuǎn)移機(jī)理
        1.2.6 應(yīng)用前景
    1.3 微生物燃料電池反應(yīng)熱力學(xué)
    1.4 課題研究背景及意義
    1.5 本文研究內(nèi)容
第2章 單室空氣陰極微生物燃料電池設(shè)計及實驗方法
    2.1 單室空氣陰極MFC的設(shè)計
        2.1.1 陰極材料制備
        2.1.2 石墨顆粒和質(zhì)子交換膜的預(yù)處理
        2.1.3 MFC的組裝
    2.2 材料和儀器
        2.2.1 實驗儀器和試劑
        2.2.2 菌種
        2.2.3 營養(yǎng)液、模擬廢水和微生物培養(yǎng)基
    2.3 實驗方法
        2.3.1 單室空氣陰極MFC電化學(xué)特性實驗
        2.3.2 單室空氣陰極MFC影響因素實驗
        2.3.3 陽極優(yōu)勢產(chǎn)電菌屬鑒定實驗
    2.4 電化學(xué)參數(shù)的測定與計算
        2.4.1 電壓與電流的測定
        2.4.2 極化曲線與功率密度曲線的測定
        2.4.3 庫倫效率計算
        2.4.4 能量效率計算
    2.5 分析方法
        2.5.1 廢水COD及酸度測定
        2.5.2 葡萄糖濃度測定
        2.5.3 石墨顆粒比表面積的測定
        2.5.4 石墨顆�？紫堵实臏y定
        2.5.5 陽極優(yōu)勢產(chǎn)電細(xì)菌的分離純化
        2.5.6 陽極優(yōu)勢產(chǎn)電細(xì)菌的16SrRNA測序鑒定方法
第3章 單室空氣陰極微生物燃料電池電化學(xué)特性及影響因素的研究
    3.1 單室空氣陰極MFC電化學(xué)特性討論
        3.1.1 輸出電壓
        3.1.2 極化曲線和功率密度曲線
        3.1.3 電池庫倫效率、能量回收率和COD去除率隨時間的變化
    3.2 陽極比表面積和孔隙率與MFC產(chǎn)電性能的相關(guān)性
    3.3 溫度對MFC產(chǎn)電性能的影響
    3.4 有機(jī)底物濃度對MFC產(chǎn)電性能的影響
    3.5 MFC陽極溶液的pH與產(chǎn)電性能的相關(guān)性
    3.6 陰極材料對MFC產(chǎn)電性能的影響
    3.7 陽極優(yōu)勢產(chǎn)電細(xì)菌16S rRNA測序鑒定與系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果與討論
第4章 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3804321