直接利用生物质的化学燃料电池研究进展

近些年燃料电池技术有了长足的发展,利用燃料电池处理废弃生物质并产电是一种新型途径,可以达到废物处理、能源回收的目的。然而,受限于燃料种类、电池性能、产物分离等因素,传统的燃料电池难以直接用于处理废弃生物质。本文首先针对中低温燃料电池如碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池的研究现状进行了综述,结果表明,碱性燃料电池在以小分子有机物作为燃料时性能良好,但是容易受到产物CO2酸化影响;液相催化燃料电池在催化剂耐受性、生物质处理、电池功率密度等方面表现出优异的性能。然后介绍了电催化剂如过渡金属氧化物、多酸等研究现状,此类催化剂具有较强的氧化性、布朗斯特酸性和路易斯酸性等,具有很强的催化分解生物质的能力,针对液相催化剂不易分离的局限,介绍了催化剂固载化、纳米复合材料等研究进展。之后介绍了电极材料和膜材料的研究进展,碳极板因其综合性能和成本成为当前的主流选择,全氟磺酸膜性能优异,成为实验探究应用的理想材料,同时对一些复合材料的研究现状进行了简要介绍。最后,对化学燃料电池应用于生物质处理的方向进行了展望,液相催化燃料电池综合性能突出,在可处理生物质种类、催化剂循环等问题进一步优化之后,有望成为一种废弃生物质处理的新途径。

液相催化燃料电池催化剂优化与性能测试

液相催化燃料电池可以直接利用有机物并产电,是一种处理生物质废物的新途径。为了进一步提高现有电池的性能,本研究针对阳极催化剂进行了混合催化研究,对阴极催化剂进行了比选优化,最后对优化后的电池处理葡萄糖、淀粉和蛋白质的性能分别进行了测试。结果表明:(1)在葡萄糖和磷钼酸浓度一定时,阳极添加0.5 mol/L FeCl3后性能最好,最大功率密度达到5.9 mW/cm^2;(2)在阴极催化剂中,HPA-73p杂多酸性能虽然稍差,但是其稳定性好于HPA-82p,因此更适于LCFC体系;(3)优化后的LCFC处理葡萄糖、淀粉和蛋白质时最大功率密度分别达到6.5、1.9和1.8 mW/cm^2,并且对于越难处理的有机物,FeCl3的加入对LCFC提升效果越明显。

高校院系资料室文献资源的开发和利用研究

根据高校院系资料室在教学和科研工作中的地位和作用,阐述了资料室文献资源的建设、管理及开发利用,同时对资料室工作人员的素质也提出了要求。

絮凝剂对藻类后续厌氧消化过程的影响

[目的]研究絮凝剂对藻类后续厌氧消化过程的影响。[方法]对不同含固率条件下水华藻类的产沼潜力及聚合氯化铝絮凝剂对藻类消化的影响进行分析。[结果]水华藻类的产甲烷潜力较高,含固率为6.0%时单位有机质累积甲烷产量可达147.03 mL/g VS,但脱水过程中使用的聚合氯化铝会严重抑制厌氧消化过程,在较低含固率3.0%条件下,铝离子浓度达984 mg/L,产气量低于潜力值的60%。[结论]该研究为藻类厌氧消化处理提供参考,同时为调整藻类采收方法提供理论依据。

液相催化燃料电池直接降解糖类物质产电的测试

液相催化燃料电池是一种2014年以来被提出的新型燃料电池技术,该燃料电池可以在温和操作条件下彻底降解一些大分子有机物并且产电,在利用有机质废弃物进行能源化方面具有很好的前景。本研究针对目前的液相催化燃料电池进行了结构的优化,并且测试了若干操作因子对于电池性能的影响,发现流速和底物浓度都和电池输出功率正相关。在长期的运行测试中,该电池可以彻底降解葡萄糖和淀粉,阳极电解液中93%的有机碳被彻底转化为二氧化碳。

水华藻类厌氧消化研究进展及关键问题

综述了目前水华藻类厌氧消化的研究进展,包括水华藻类的种类和组分、厌氧消化特性、共消化方法、预处理方法、藻毒素的降解情况以及沼液沼渣的资源化途径等,最后提出了水华藻类厌氧消化需要关注的优化脱水、调控碳氮比、水华季节性、预处理破胞、沼液沼渣科学施用等问题。

直接利用葡萄糖的液流催化燃料电池改进

液相催化燃料电池(LCFC)可直接处理生物质并产电,而电池结构等因素对电池性能有明显影响,但目前还缺乏上述方面的研究。通过系列产电实验考察了温度和酸化条件对Nafion115膜性能的影响、不同氧化条件下石墨毡的改性效果以及电池内部导流槽在不同葡萄糖浓度条件下的影响。结果表明:质子交换膜适宜以80℃酸化处理,该条件下电池功率密度达到5.39 mW·cm^(-2);石墨毡改性适宜以50 mL·min^(-1)干空气流速在420℃条件下对其进行煅烧,该条件下电池功率密度进一步提升至6.21 mW·cm^(-2);葡萄糖浓度显著影响电池性能,当浓度为2.0 mol·L^(-1)时,导流槽结构会降低电池性能,当浓度为1.0 mol·L^(-1)和0.50 mol·L^(-1)时,导流槽结构使电池性能更优,并且也更加稳定。