微生物燃料电池串并联研究及应用

发布时间：2024-06-01 18:07

　　微生物燃料电池(Microbial fuel cells, MFC)是一种可以通过微生物胞外电子传递将水环境可氧化物质中的化学能直接转化为电能的一种生物电化学技术,在废水处理、水环境修复、环境监测和脱盐等领域有广泛的应用前景.在过去的20年间,MFC经历了快速的发展,正面临实际应用的关键挑战.输出功率低是限制MFC实际环境应用的主要因素之一.MFC的串并联(即MFC堆栈)是进一步提高MFC功率输出的有效途径,大多已报道的MFC实际应用案例都采用了串并联的方式.本文介绍了MFC串并联最近的研究进展、存在问题及解决方法,并对MFC的应用和今后的主要发展方向进行了总结和展望,为构建更高效实用的MFC串并联体系,推动微生物电化学技术更好地服务于实际社会需求提供重要参考.

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图1不同MFC堆栈方式示意图

相对于传统的MFC的容积和电极面积的扩大化,MFC堆栈扩大化则以更小更多更实用为目标,即在尽可能小的空间内实现更多的数量单体的高效稳定组合.Dekker等[15]对4个5L的MFC进行串联研究,通过对阴极进行优化,最大功率密度为144W·m-3.该研究使用导体材料将相互靠近的....

图2电极反转过程中MFC的阴阳极电位变化示意图

在串联MFC中,经常发生某一个或多个电池的阴极电位低于阳极电位(图2),当阴极电位下降至低于阳极电位(或阳极电位上升至高于阴极电位)即发生了电极反转.这一现象在化学或生物燃料电池串联体系中都会发生,主要原因是串联体系中某个或多个电极性能较差,当串联电流密度达到一定值,该电极过电位....

图3离子交互损失示意图

目前报道的大多MFC堆栈仅对MFC单体的电极进行电路连接,单体之间的阴阳极溶液相互独立[35-36].而实际应用时阴阳极溶液往往需要在不同单体间连续流通,如在废水处理过程中,进水从一端MFC进入,然后依次流经第2、3个MFC,进行连续处理.对于多SMFC的串并联体系而言,其阳/阴....

本文编号：3986273