正负极互换式小球藻光合微生物燃料电池性能

交替利用小球藻的光合作用和呼吸作用,设计、搭建了正负极交替互换式微藻燃料电池模型,考察了该电池的启动时间,产电性能与燃料（还原糖）浓度、温度等影响因素的关系,最后探讨了该电池的产电机理。结果表明：电池构建成功并产电,启动电池时间大约400 min。运行过程中,还原糖浓度变化在4.38~6.0 g/L时,电压保持稳定。在45~50℃范围内,该电池表现出良好的工作性能,输出电压达到550 m V。电池经过多次正负极交换后,电压绝对值呈循环变化趋势。碳毡电极表面可见明显的小球藻生物膜,据此推测,生物膜上产生的电子通过电极直接经外电路传递到阴极,而阴极则如设计,小球藻光合作用产生的氧气接收电子。建议可提高小球藻在电极表面形成生物膜的速度来提高电池的性能。

集胞藻PCC-6803催化的光合微生物燃料电池性能研究

以集胞藻PCC-6803(Synechocystis PCC-6803)为阳极催化剂搭建直接利用太阳能的双室H-型光合微生物燃料电池(PMFC),通过极化曲线法、交流阻抗法、循环伏安法等电化学方法,开展电极面积比、质子交换膜、内阻等因素对光合微生物燃料电池产电的影响研究。试验结果显示:在PMFC运转过程中,其输出功率稳定,且达到的最大功率密度为72.3 mW/m2;阴阳极面积大小对PMFC产电性能没有显著影响,说明双室光合微生物燃料电池中,质子交换膜传递质子的速率较慢,限制了PMFC发电效能的提高。PMFC启动后,随着生物膜的增长,其欧姆内阻、极化内阻、总内阻都呈现下降的趋势,且欧姆内阻下降的速率小于极化内阻,从而使欧姆内阻占总内阻的比率变大,进一步说明质子交换膜传递质子的速率是限制PMFC发电的关键因素。