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实验室研究方向之二(微生物燃料电池)

已有 8449 次阅读 2009-2-28 10:47 |个人分类:科研笔记|系统分类:科研笔记

    节约能源、保护环境是关系我国经济社会可持续发展的重大战略问题,是基本国策。一方面,我国的煤炭、石油等传统能源面临短缺的危机,而且传统能源所引发的环境污染日趋严重。另一方面,随着经济发展和人口的增长,有机废物的排放量日益增加。微生物燃料电池MFC(Microbial Fuel Cell)是一种可将有机废物中储存的化学能直接转化成电能的先进技术。例如以有机废水为发电原料,在回收能源降低发电成本的同时还可以解决有机废水带来的环境污染问题,因此是一项具有广阔应用前景的可再生、清洁的先进能源技术。

 微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是:在阳极室厌氧环境下,有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子,电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递,并通过外电路传递到阴极形成电流,而质子通过质子交换膜传递到阴极,氧化剂(一般为氧气)在阴极得到电子被还原与质子结合成水。

   目前在我们实验室主要围绕探索以粪水、氨氮废水为燃料的MFC的最佳运行模式展开:

(1)环境工程角度。对废水进行不同的预处理,提高底物利用率和产电效率。

(2)电化学角度:选择不同的阴阳极材料、设计不同的电池构型等。

(3)微生物角度:研究微生物产电机理及高效产电微生物筛选。期望提高其产能输出,推进其实用化进程。


实验室设计的“三合一”MFC

 

实验室设计的圆形双室MFC





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