电活性生物膜生长过程中电荷与传质阻抗的变化规律

发布时间：2017-09-03 09:06

  本文关键词：电活性生物膜生长过程中电荷与传质阻抗的变化规律

  更多相关文章： 电活性生物膜 微生物燃料电池 电化学 传质阻抗 电荷阻抗

【摘要】：电活性生物膜因为能直接向胞外产生电子,将生物能直接转化成电能,所以近年来已经成为国际领域内的研究热点.在电活性生物膜内部,一方面存在着复杂的生物电化学过程,另一方面微生物及生物膜生长又涉及复杂的质量传递过程.本文针对电活性生物膜不同生长阶段的质量传递损失和电荷传递损失展开研究,以期找到在不同时期内其产能的限制因素,这将对于电活性生物膜性能的改善具有至关重要的作用.本研究结果表明,80 h时,电荷传递阻抗占总内阻的99.8%.因此在电活性生物膜运行初期,电荷传递阻抗成为限制其产能的主要因素.随着运行时间的增长,电荷传递阻抗的比例不断下降,430和460 h时分别为86.9%和72.9%.运行到500 h后,电荷传递阻抗的比例下降到33.1%.然而此时,传质阻抗的占比上升到38.6%.因此当电荷性生物膜逐渐成熟时,电荷阻抗和传质阻抗共同成为其产能的限制因素.因此在电活性生物膜不同生长阶段,采用不同的方法来降低其对应的内阻对提高产电性能至关重要.
【作者单位】： 北京工业大学环境与能源工程学院教育部传热强化与过程节能重点实验室;
【关键词】： 电活性生物膜 微生物燃料电池 电化学 传质阻抗 电荷阻抗
【分类号】：TM911.45
【正文快照】： 探索新能源及新的能源开发利用途径与技术是我们必须应对的一大挑战.微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)是近年来在环境保护和能源领域兴起的一项新技术——利用微生物将生物质转化为电能的装置[1~3].在MFC中,阳极上生长着一层电活性生物膜(electrochemically active bi

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本文编号：784073