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土壤微生物燃料电池在不同条件下的产电性能及微生物群落结构分析

发布时间:2018-01-14 06:06

  本文关键词:土壤微生物燃料电池在不同条件下的产电性能及微生物群落结构分析 出处:《东南大学学报(自然科学版)》2017年06期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:通过构建一种新型的无膜单室土壤微生物燃料电池(MFC),考察了电极间距和外接电阻对土壤MFC产电性能的影响,并对阳极微生物群落结构进行分析.研究结果表明,电极间距和外接电阻对土壤MFC的输出电压和最大功率密度有显著的影响.当间距从4 cm增大到12 cm时,土壤MFC的输出电压、最大功率密度呈现出先升高后降低的趋势;阴极淹没在1 cm水层以下时,其输出电压显著降低至30 mV左右,最大功率密度为4.67 mW/m~2;外接电阻从300Ω增大到2 000Ω时,土壤MFC的输出电压从80 mV增大到了330 mV,最大功率密度从14.33mW/m~2增大到了60.40 mW/m~2.电极间距的增加或外接电阻的增大对阳极电势有显著影响,而阴极电势并没有发生差异性变化.通过高通量测序分析发现,土壤MFC和开路对照组中的阳极微生物群落结构存在显著差异.产电菌Deltaproteobacteria,Desulfuromonadales和Geobacteraceae在土壤MFC中是优势种群,其中Deltaproteobacteria的相对丰度高达24.91%,Desulfuromonadales和Geobacteraceae的相对丰度也远高于开路对照组.
[Abstract]:Through the construction of a new membrane free single chamber soil microbial fuel cell (MFC), the effects of electrode spacing and external resistance on soil MFC power generation performance, and the anode microbial community structure were analyzed. The results show that the significant effect of electrode spacing and the external resistor output voltage on soil MFC and the maximum power density. When the distance increases from 4 cm to 12 cm, the output voltage of MFC in soil, the maximum power density showed a trend of first increase and then decrease; the cathode submerged in 1 cm water layer below, the output voltage was reduced to 30 mV left and right, the maximum power density of 4.67 mW/m~2; external resistance increased from 300 ohm to 2000 ohm, the output voltage of MFC in soil was increased from 80 mV to 330 mV, the maximum power density increased from 14.33mW/m~2 to 60.40 mW/m~2. electrode spacing increases or external resistance increases have significant effects on the anode potential, The cathode potential and no difference. Through the high-throughput sequencing analysis showed that soil MFC and open the anode of microbial community structure in the control group, there was significant difference. Exoelectrogenic bacteria Deltaproteobacteria, Desulfuromonadales and Geobacteraceae in soil are the dominant species in the MFC group, the relative abundance of Deltaproteobacteria as high as 24.91%, the relative abundance of Desulfuromonadales and Geobacteraceae the open circuit is much higher than the control group.

【作者单位】: 东南大学能源与环境学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(21277024) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2242016K41042) 江苏省自然科学基金资助项目(BK20171351)
【分类号】:TM911.45
【正文快照】: 微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)是利用微生物催化氧化有机物、无机物等物质,产生电能的一种装置[1].利用M FC降解各种污染物的研究也越来越受到研究者的关注[2-5].土壤中蕴含的微生物种类繁多,数量庞大,如Geobacter,She-wanella,Pseudomonas等,这些微生物可以向细胞

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9 王金q,

本文编号:1422322


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