无介体微生物燃料电池的研究进展

微生物燃料电池的出现使得降解有机污染物的同时收获电能成为可能,因而受到广泛关注。从产电微生物和电池结构两部分介绍了无介体微生物燃料电池的研究进展,对产电微生物的研究主要从产电微生物的种类、影响微生物产电的因素以及产电机理等方面进行阐述;对微生物燃料电池结构的研究,主要从电池阳极及阳极室、阴极及阴极室、分隔材料、整体结构和运行方式等方面进行了阐述;从提高微生物燃料电池产电能力的角度出发,对微生物和电池结构提出了研究方向,并展望了产电微生物燃料电池的研究前景。

无介体微生物燃料电池型BOD传感器研究进展

总结了国内外各类生化需氧量(BOD)的检测方法,详细介绍了通过电化学活性微生物产电进行BOD检测的无介体微生物燃料电池型BOD传感器的结构与工作原理,以及电化学活性微生物实现电子转移的机理。与其他类型的BOD传感器相比,无介体微生物燃料电池型BOD传感器的主要优点包括稳定性强、响应时间短、重现性好、精确度高、转化率高和测量范围大等。此外,分析了影响无介体微生物燃料电池型BOD传感器稳定性、转化率、响应时间的主要因素,并指出降低燃料电池成本和采用各类实际水样考查传感器性能对于无介体微生物燃料电池型BOD传感器的研发和应用具有重要意义。

α-MoC在无介体微生物燃料电池阳极的应用研究

采用溶体法结合碳热还原法制备了碳化钼,用XRD表征了碳化钼的结构,用SEM观察了所制备碳化钼的形貌。使用循环伏安法和交流阻抗法测试了碳化钼的电催化性能。把制备的碳化钼用于无介体微生物燃料电池阳极,电池最大功率密度达到商业铂碳的92%,表现出优越的电催化性能和良好的生物相容性。因此α-MoC可望成为一种具有广泛应用前景的无介体微生物燃料电池阳极材料。

单室直接微生物燃料电池的阴极制作及构建

在研制含铁离子阴极电极板的基础上,构建了单室直接微生物燃料电池.通过实验考察了单室无介体微生物燃料电池的产电规律及阴极板中铁离子含量对产电的影响.实验证明,单室直接微生物燃料电池是可行的,电能的输出主要依赖吸附在电极表面的细菌形成的生物膜,而与悬浮在溶液中的细菌及溶液中的其他物质基本无关.在单室无介体微生物燃料电池的阴极板中添加铁离子,通过铁离子在二价和三价间的循环转化,提高了电子的传递速率,加快了质子和氧气的反应,电池的输出功率达到14.58mW/m2.

微生物燃料电池产电研究及微生物多样性分析

以乙酸钠为阳极底物,碳毡材料为阴阳电极,构建了无介体双室微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC),研究不同阴极受体、外接电阻、乙酸钠浓度和不同接种方式等因素对电池产电性能的影响.根据不同接种方式下微生物燃料电池产电性能差异,利用PCR-DGGE技术对不同接种方式下的微生物多样性进行分析.研究结果表明:在500mL的阴阳极反应体系中,当接入500Ω外电阻,阴极电子受体为高锰酸钾,阳极乙酸钠质量浓度为6.46g/L,只接入附着有大量微生物的电极时,微生物燃料电池产电性能最好,最大电功率密度可达353.57mW/m2,库伦效率为39.35%;微生物多样性分析显示,δ-变形菌纲、β-变形菌纲和拟杆菌门的菌种更适应微生物燃料电池的运行环境,能在电极上大量富集,提高电池的产电性能,是电极上的优势菌群.

异化金属还原菌及其应用

介绍异化金属还原菌的发现和微生物类群,以及异化金属还原菌在生物修复、无介体微生物燃料电池、元素循环、对甲烷产生的抑制方面的应用.

浅谈微生物燃料电池研究进展

微生物燃料电池是微生物技术与电池技术相结合的产物,可利用微生物催化底物收获电能。在调研国内外相关文献的基础上,综述了微生物燃料电池工作原理、微生物燃料电池的发展历史及主要的产电微生物,并展望了微生物燃料电池在环境领域的应用潜力。

Energy-efficient Medium Access Approach for Wireless Body Area Network Based on Body Posture

Energy efficiency has become one of the most important issues in wireless body area network(WBAN).In this paper,an energy-efficient medium access control(MAC)protocol for WBAN is proposed based on human body posture under walking scenery.Due to person's movements,WBAN is a dynamic network,which means that traditional static protocols are no more suitable for it.For solving this problem,firstly,the feature of human walking at a constant speed is analyzed and we divide a spell of movements into a sequence of key frames just like a video constituted by numbers of continuous frames.As a result,the dynamic walking process is translated into several static postures,which the static MAC protocol could be used for.Secondly,concerning the performance of network lifetime,we design a posture-aware approach for lifetime maximization(PA-DPLM).With analytical and simulation results provided,we demonstrate that PA-DPLM protocol is energy-efficient and can be used under constant speed walking scenery.

阳极石墨毡酸处理对微生物燃料电池型BOD传感器性能的影响

通过石墨毡表面润湿性的变化,确定了硝酸酸化处理石墨毡的操作条件。采用硝酸处理后的石墨毡作为电极材料,构建双室无介体微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）型BOD传感器,并对BOD传感器的性能进行评价。结果表明,硝酸酸化处理明显提高石墨毡表面的润湿性,经过4 h酸化处理,石墨毡的表面接触角由142.5°下降到86.5°。采用硝酸处理的石墨毡作为电极材料,MFC的电流输出明显提高且稳定,在响应时间小于10 h条件下,废水BOD检测上限为100 mg/L。废水BOD浓度在2-50 mg/L范围内,可以利用BOD浓度与电流最大值之间的线性关系进行废水BOD浓度检测,废水BOD浓度在2-100 mg/L范围内,可以利用BOD浓度与电荷量之间的线性关系对废水BOD浓度进行检测,检测相对误差均在12%以下。MFC型BOD传感器运行稳定,相对标准偏差均在10%以下。