深红红螺菌在MFC中电子传递机制与产电量研究

微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)中阳极电子传递过程是决定MFC产电量和产电速率的关键因素,优化微生物燃料电池阳极传递方式是提高MFC产电量的重要手段。以聚醚废水为实验基液,深红红螺菌397为MFC的催化剂,构建了阳极包裹型和阳极未包型两种MFC来研究其电子传递机制,结果显示,此微生物在阳极厌氧处理聚醚废水时通过直接接触机制和电子穿梭机制两种机制进来传递电子,直接接触机制的产电量是电子穿梭机制的1.79倍。此外还对如何提高MFC产电量进行了探讨,构建的AQDS型MFC优化了MFC的性能,MFC启动时间加快了4h,最大输出电流提高了50%,产电量提高了39.5%。

铜绿假单胞菌存活时间延长可提高生物燃料电池的产电量

铜绿假单胞菌产生的次生代谢产物吩嗪化合物具有电子传递作用,可用于构建微生物燃料电池。如何通过改进微生物自身性质来提升微生物燃料电池产电量是研究的热点与难点之一。本文以铜绿假单胞菌SJTD-1和其敲除突变株SJTD-1(ΔmvaT)为对象,研究了以其搭建的微生物燃料电池的放电过程,分析了影响其放电量的主要因素。结果显示,假单胞菌产生的吩嗪化合物和发酵系统中细菌的活性与存活数量均会直接影响燃料电池的产电量。敲除突变株SJTD-1(ΔmvaT)可产生较多的吩嗪化合物,在生物燃料电池系统可持续放电超过160 h,产生2.32 J的总电量;而野生菌株SJTD-1仅能放电90 h,产生1.30 J的总电量。细胞生长分析结果进一步显示,与野生菌株相比,突变菌株SJTD-1(ΔmvaT)在发酵过程中维持了较长的稳定期生长,细胞存活时间更长,放电时间更持久。因此,铜绿假单胞菌存活时间延长,可增加其在微生物燃料电池中的放电时间,从而提升微生物燃料电池的总产电量。本研究可为通过工程菌株改造来提升微生物燃料电池总产电量的研究提供思路,有利于推进微生物燃料电池的实际应用。

实时积分电量及电量报表、日负荷曲线软件开发

实时积分电量及报表、日负荷曲线经过长时间的运行 ,具有很高的精度及准确性 ,也证明了软件设计思想的成功。

光伏遮阳板与建筑一体化的综合节能效果分析

以长沙地区典型办公建筑为对象,耦合建筑负荷计算,建立了光伏遮阳板的传热和发电模型,模拟了全年建筑能耗和系统产电量。分析了光伏遮阳板在建筑不同朝向以不同倾角和宽度安装时,系统的遮阳和产电的综合节能效果。研究结果表明:光伏遮阳板倾角从0°～40°变化时建筑节能量增加幅度较大,而倾角大于40°时变幅趋缓;系统东、西向安装时的单位面积光伏板的建筑节能效果优于南向安装,倾角小于45°时南向安装的系统产电量最大。研究结果为光伏遮阳板与建筑一体化技术的优化和推广应用提供了有益的参考。

空气阴极单室MFC对含糖废水的处理研究

通过构建空气阴极单室MFC-降解菌复合系统,探究了在不同糖源浓度、初始pH值及NH_(4)Cl浓度条件下MFC系统对含糖废水的COD去除效果和产电性能。结果表明:该系统对初始pH值为7.2、NH_(4)Cl浓度为80 mg·L^(-1)的4 g·L^(-1)含葡萄糖废水的COD去除效果和产电性能均最佳,COD去除率为94.70%,电压峰值为28.9 mV。

微生物脱盐电池中酸碱度平衡的优化研究

本文为了解决由于pH值不稳定对微生物脱盐电池(MDC)性能造成的影响,通过对MDC反应器进行优化设计,在MDC反应器的基础上,加装细软管和蠕动泵,增加外源推动力,使阳极室和阴极室中的溶液不断相互中和,研究了rMDC的产电量、脱盐率、两室实验前后pH变化以及与MDC进行比较。经实验我们发现MDC启动阶段的最大输出电压值为221.6 mV,启动时间需要12天,rMDC启动阶段的最大输出电压值为419 mV,启动时间缩短至7天,并且具有3天的电压平台期。在确定最佳底物溶液循环流速为0.25 mL·min^-1,初始盐浓度为20 g·L^-1的前提下,以MDC模式和rMDC模式分别进行一个脱盐周期,周期结束后,MDC的脱盐率为39%,rMDC的脱盐率为56.5%,MDC和rMDC复合模式的脱盐率为73%;MDC阳极室溶液pH由6.17变为4.2,阴极室溶液pH由6.1变为10.2,rMDC阳极室溶液PH由6.8变为6.42,阴极室溶液pH由6.8变为6.65。实验结果表明了此次改造对于解决系统内部PH不平衡问题有很大的改善效果,同时也相应提高了产电量和脱盐率,十分具有可行性。