基于厌氧甲烷氧化的微生物燃料电池产电性能研究

发布时间：2021-02-20 00:13

　　甲烷是一种仅次于二氧化碳的温室气体。厌氧甲烷氧化（AOM）作为环境中甲烷去除的主要途径之一,对全球碳循环起着重要的作用。同时,甲烷也是重要的能源物质。微生物燃料电池（MFC）是一种能将底物中的化学能转化为电能的装置。目前MFC主要以溶液有机物为底物进行产电,而以气体为底物的研究仍十分匮乏。最近研究发现,AOM微生物能够通过消耗甲烷释放电子供MFC产电。甲烷MFC的出现对于缓解甲烷温室效应和能源危机具有双重意义。但由于AOM纯菌未被分离,甲烷MFC的产电机制尚不清楚。同时甲烷溶解度和生物利用度低、产电性能低下等问题亟待解决。本文以AOM微生物为研究对象,研究了其在生物电化学系统（BES）和MFC中的产电性能,通过分析电化学活性、气体组分变化、中间产物、主要功能菌、产电效果及影响因素,得到以下主要结论:1.从厌氧污泥中富集到AOM电活性微生物,经驯化后其表现出良好的甲烷氧化活性和产电能力。在MFC和BES长期连续运行过程中,最大输出电压可达0.6 V以上,最大电流密度和功率密度分别为1130.2 mA/m²、703.89 mW/m²。2.微生物群... 

【文章来源】：福建农林大学福建省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

厌氧甲烷氧化古菌系统发育树

基于厌氧甲烷氧化的微生物燃料电池产电性能研究细胞膜上的电子载体，再由细胞表面的氧化还原蛋白传递至细电子通过 EET 方式传递至电极表面[49,50]。物表面到阳极表面的 EET 一般遵循两大途径，一是生物膜机生物外膜上的氧化还原蛋白（如细胞色素 c）或纳米级导线，）进行直接 EET；二是电子穿梭机制，即通过内源性产生或外化还原活性电子穿梭体进行间接 EET[51]。

MnCl2·4H2O 0.500 gCuSO40.320 gNiCl2·6H2O 0.095 gH3BO30.014 gFeSO4·7H2O 2.085 g图如图 2-1 所示。双室甲烷微生物燃料电池以两个四开口成电池的阳极室和阴极室。单个玻璃瓶的有效体积约为用蓝色小橡胶塞塞紧，并用铝盖压实。两个玻璃瓶的侧边用，交换膜与大口连接处用橡胶圈密封以防止电池漏液和换膜，最后用夹子将两个电池固定并夹紧。电池顶部盖上紧。


本文编号：3041917