磁场和混合接种对微生物燃料电池产电性能影响及机制研究

发布时间：2018-07-04 23:12

本文选题：微生物燃料电池 + 磁场　；参考：《华东理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：微生物燃料电池(Microbial fuel cell, MFC)是一种以微生物作为催化剂,利用污水中的有机物进行产电的新技术。本文主要研究了动态磁场驯化、阳极垂直施加不同强度的静态磁场、以及Geobacter sulfurreducens 和 Shewanella oneidensis MR-1 混合接种对 MFC产电性能的影响及其作用机制。主要实验结果如下：(1)动态磁场处理使产电菌反应器的启动时间延长,稳定电压降低,表观内阻变大,其中空白、100mT、200mT反应器的表观内阻依次为329Ω、507Ω和353Ω;通过电化学阻抗谱测试可知,经磁场处理的产电菌MFC全电池的活化内阻相比对照组MFC活化内阻变大,其中空白、100mT、200mT反应器的活化内阻依次为12.34Ω、28.29Ω、16.87Ω；经过循环伏安测试发现动态磁场处理降低了产电菌的电化学活性。(2)在磁场作用下,相对空白对照组MFC产电性能变强,表观内阻明显变小,在一定强度的磁场作用下,电极表面的电活性物质增多,活化内阻变小。施加100mT、 200mT、400mT磁场的反应器阳极表面电活化物质的浓度分别为4.58×10-10、9.01×10-10、7.36×10-10 mol·cm-2大于空白对照组3.60×10-10 mol·cm-2。且在已经完成启动的MFC反应器阳极一侧加载200mT静态磁场后,MFC的产电功率变大。(3)接种不同的产电菌对MFC产电性能和阻抗谱有很大影响。混菌接种的反应器的产电功率(0.039mW/m2)明显优于单一产电菌接种的反应器,其最大功率密度相对Geobacter sulfurreducens接种的微生物燃料电池(0.032mW/m2)提高了20%,是Shewanella oneidensis MR-1接种的微生物燃料电池(0.0072mW/m2)的4倍左右。
[Abstract]:Microbial fuel cell ( MFC ) is a new technology for producing electricity by using microorganisms as catalyst . The effect of dynamic magnetic field domestication and vertical application of static magnetic field with different strengths and the effect of Geobacter oxyreducens and Shewanella oneidensis MR - 1 on the electrical properties of MFC are studied .
( 2 ) Under the action of magnetic field , the electrochemical activity of MFC was decreased , and the apparent internal resistance became smaller . The electric power of MFC was increased by 20 % after loading 200 mT static magnetic field on the anode side of MFC reactor . The maximum power density was about 4 times that of the microbial fuel cell ( 0.0072mW / m2 ) inoculated with Geobacter xyreducens .
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM911.45

【参考文献】