绿色能源创造者微生物燃料电池」.pptx

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level,*,上海海基盛元软件科技有限公司,绿色能源创造者微生物燃料电池,作者：研发埠,更新时间：,-3-18,第1页,资讯：,世界上首台光电微生物燃料电池收音机诞生,微生物燃料电池助废水变能源,微生物燃料电池：实现尿液为手机充电,Plant-e,计划：植物,-,微生物燃料电池,微生物燃料电池发展简史,微生物能源技术国际研讨会,5,月于西安召开,第2页,问答：,微生物燃料电池工作原理？,微生物燃料电池（,Microbial Fuel Cell,，,MFC,）是一个利用微生物将有机物中化学能直接转化成电能装置。其基本工作原理是：在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠适当电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并经过外电路传递到阴极形成电流，而质子经过质子交换膜传递到阴极，氧化剂（普通为氧气）在阴极得到电子被还原与质子结合成水。,微生物燃料电池功率密度计算,微生物燃料电池功率密度大多数都是用阳极面积或体积来计算，为何不用阴极？可不能够用阴极来计算？,阳极是产电区，是电子产生地方，阴极电子是经过导线将阳极电子传递过来，所以通惯用阳极面积来计算。,第3页,影响微生物原料电池功率原因？,使用微生物燃料电池产生功率大小依赖于生物和电化学这两方面过程。,1.,底物转化速率,受到以下原因影响，包含细菌细胞总量，反应器中混合和质量传递现象，细菌动力学（,p-max,细菌种属特异性最大生长速率，,Ks,细菌对于底物亲和常数），生物量有机负荷速率（天天每克生物量中底物克数），质子转运中质子跨膜效率，以及,MFC,总电势。,2.,阳极超极化,普通而言，测量,MFCs,开放电路电势（,OCP,）值从,750mV798mV,。影响超极化参数包含电极表面，电极电化学性质，电极电势，电极动力学以及,MFC,中电子传递和电流机制。,3.,阴极超极化,与在阳极观察到现象相同，阴极也含有显著电势损失。为了纠正这一点，一些研究者们使用了赤血盐（,hexacyanoferrate,）溶液。不过，赤血盐并不是被空气中氧气完全重氧化，所以应该认为它是一个电子受体更甚于作为媒介。假如要到达可连续状态，,MFC,阴极最好是开放性阴极。,第4页,微生物燃料电池中钛网作用是什么？,钛网做电极普通应用在空气阴极上，因为空气中氧做电子受体，是气相向液相传递，传质阻力大，所以要用钛网进行催化，促进两相传递。,钛网作为导电材料，其表面会形成氧化膜吗？氧化膜对其导电性有什么影响？,会，氧化膜使其导电性降低，生物相容性升高。,微生物燃料电池测内阻时，串联外电阻后电压改变不显著是什么原因？,测之前断开电池半个小时，电压表测电阻箱两端电压。最开始电压可能改变不显著，不过电阻改变了，算出来功率密度是改变。,微生物燃料电池在开始进行操作前，是否需要将阳极放置含菌阳极液 中培养一段时间再进行测量？,是，需要细菌驯化。电压稳定后，两三个循环之后就能够测试了。驯化普通需要一个月左右。,第5页,双室微生物燃料电池在开启过程中，阳极会产生好多气体，压力上升，交换膜也被压力压变形了，怎么办？,产生气体是,CO2,CH4,。,batch,anode,不应该完全封闭,你能够接一个充有氮气气球来平衡压力。,混菌微生物燃料电池怎样增大电压输出？,用混菌做双室微生物燃料电池接种菌，乙酸钠为燃料，外接,1000,欧姆,电阻，但输出电压最大只有,0.143V,。请问怎样增大该电池电压输出？,阴极是空气话，用铁氰化钾、高锰酸钾之类，电压就会高很多。,第6页,做单室圆柱形微生物燃料电池，用石墨毡做电极，阳极放在底部，阴极放在表面，请问怎样固定电极？,自己动手做个支架，比如用那种粗铜电线窝个架子，把你正负极隔开到圆柱形两端，然后分别接电源正负极就能够了。,微生物燃料电池阳极适合处理低,COD,污水，那么它阴极是否能够考虑高浓度污染物呢？,这个是不行，因为生物燃料电池阴极发生是还原反应。普通有机物都是氧化反应（当然个别先发生还原反应，而后还需要氧化），生物阴极一旦能够被氧化有机物含量过高，自养菌就被灭了，产电也就终止了。所以在生物阴极应该慎重考虑污染物降解。,第7页,请问给微生物燃料电池提供恒定电压能够用什么仪器？直流电源还是恒电位仪？,二者都能够，恒电位仪就是电化学工作站，功效更多，所以假如预算不是问题提议买后者。,做电极上微生物菌群多样性分析，就是,PCR-DGGE,，做时候怎么将电极上菌群取下来？,剪一片碳纸下来,提取,DNA,不会破坏反应器,就是毁一片电极,.,想组装一个藻（蓝细菌）电池，不过藻在电极上粘附是个大问题。,手头有,nafion,，有些人试过把藻,/,菌粘在电极（碳布）上吗？粘好了后，,菌,/,藻在电极上能长久存活并工作吗？,见过一篇文章,把细菌,coat,在电极上,还能活而且工作；也能够用碳布做电极,藻会长在上面,但好象长在玻璃壁上更多；以前听,Logan,那边有个博士生做是用打印机把细菌均匀打印在碳纸上，好像就是改装打印机；另外也能够试试用海藻酸钠固定细菌泡在有机溶液中，能产生显著菌落，说明活性不受影响。,第8页,文库：,人体微生物发电,尽管利用人体本身微生物发电还只是构想,但它拓宽了应用微生物燃料电池供电思绪。让我们想象一下,每家每户都能够有一个自己微生物燃料电池发电站,首先处理生活垃圾和生活污水,另首先产出电能供我们生活所需。,年轻硕士杜方舟在,TED,创意无疆,大会上侃侃而谈。,废水处理新理念,_,微生物燃料电池技术研究进展,.pdf,近年来微生物燃料电池技术在国外接连取得突破性研究结果,并快速成为新概念废水处理热点。介绍了微生物燃料电池技术原理和特点,系统综述了该项技术研究进展,重点总结了在产电菌、系统构型与材料研究等方面最新研究结果,分析了存在问题,在此基础上指出微生物燃料电池技术研究重点突破方向。,第9页,“三合一”微生物燃料电池产电特征研究,.pdf,为了降低内阻,尽可能提升微生物燃料电池输出功率,提出了一个将阳极、质子交换膜和阴极热压在一起“三合一”膜电极形式微生物燃料电池,并考查了其在接种厌氧污泥条件下对乙酸自配水产电特征,.,该“三合一”电池在稳定运行条件下电池内阻约为,10,30,远低于现已报道其它形式微生物燃料电池内阻,.,当前该“三合一”型微生,微生物燃料电池结构研究进展,.pdf,微生物燃料电池,(Microbial fuel cell,MFC),研究在近几年取得了快速发展,.,产电微生物在厌氧条件下氧化底物释放电子和质子,电子经过导线传递给阴极,从而在外电路中形成电流,而质子经过质子交换膜进入阴极与电子和氧气结合生成水,.,微生物燃料电池研究与应用开发包括到从微生物、电化学到材料学和环境工程等科学领域,第10页,微生物燃料电池生物膜阳极导电性建模,(Conduction-based modeling of the biofilm anode of a microbial fuel cell).pdf,经过,3,步形成了生物膜动力学、一维、多样性模型，之后再经过电子供体浓度和电位研究了生物膜双限性，从而深入完善了该模型。,直接微生物燃料电池构建及初步研究,.pdf,利用,Geobacter metallireducens,能够以,Fe(OH)3,固体作电子受体进行呼吸特征，用其构建直接微生物燃料电池，初步考查了产电情况和产电原理,.,试验证实，,Geobacter metallireducens,直接微生物燃料电池电能产出主要依赖于吸附在电极上细菌,.,燃料醋酸钠能够完全氧化至,CO2,，反应结束后其浓度低于检测下限,(10,mol/L).,电子回收率达,80%,，电流密度达,704.4 mA/m2.,双室微生物燃料电池建模及仿真,(Modelling and simulation of two-chamber microbial fuel cell).pdf,经过建模模拟微生物燃料电池一系列稳态及动力学行为。,第11页,基于糖份微生物燃料电池结构研究,(,英文,).pdf,关于微生物燃料电池底物研究进展,.pdf,近年来,微生物燃料电池已引发了广泛关注,它将低能量废水和木质纤维素生物质等有机废物转化为电能。在未来,微生物电能将成为一个主要生物能源,因为微生物燃料电池提供了一个复合有机物和可再生生物能源中提取电能可行性。人们研究了许多物质,以考查其是否能作为微生物电能转化底物。这些物质包含人工和天然废物,以及木质纤维素生物,微生物燃料电池表观内阻组成和测量,.pdf,将微生物燃料电池内部各种阻力用表观内阻统一表征，在建立其等效电路基础上将表观内阻分为欧姆内阻和非欧姆内阻两部分。经过稳态放电法测量微生物燃料电池表观内阻，在改变外电阻后稳定时间需要,60s,以上方能确保测定准确性，经过稳态放电法测定一室型微生物燃料电池表观内阻为,289,，当外电阻等于表观内阻时微生物燃料电池对外输出功率,第12页,无介体微生物燃料电池研究进展,.pdf,介绍微生物燃料电池特点,综述相关研究进展。从深海沉积物中分离到微生物,Rhodoferaxferrireducens,、,Geobactermetallireducens,和,Geobactersulfereducens,在分解有机底物,(,海底沉积物、葡萄糖、废糖蜜,),进行本身代谢过程中,易在固体表面吸附成膜,无需介体可直接将电子传递到电池阳极。能量转换为电能效率大于,70%,电流密度为,30mA/m2,电池输出功率密度到达,3W/m2(0.2V),。,无介体微生物燃料电池研究,(,英文,).pdf,基于膜电极质子交换膜微生物燃料电池,.pdf,经过采取传统电化学燃料电池技术和材料,以寻求提升微生物燃料电池电流密度,制作基于膜电极微生物燃料电池。经过构建温控压力机,制作了一系列膜电极,(MEA),并对作为正极各种碳材料进行了筛选。使用定制玻璃微生物燃料电池来放置膜电极和培养,Geobacter sulfurreducens,对产生电流进行评价。,第13页,低电位泡沫石墨改性阳极及其在海底微生物燃料电池中应用,.pdf,泡沫石墨是一个新型阳极材料,对其进行改性是提升海底微生物燃料电池性能主要路径之一。本文研究了混酸改性泡沫石墨阳极及其电化学性能。研究表明,:,改性后泡沫石墨表面生成羟基、羧基等含氧官能团,;,改性阳极接触角降低了,24.5,润湿性提升,有利于微生物附着,;,交换电流密度到达,6760.8 mA/m2,动力学活性提升了,53.7,倍。,微生物燃料电池和废水厌氧生物处理结合探讨,.rar,本文介绍了微生物燃料电池发展历程和最新研究进展。文中尝试将分体式微生物燃料电池与实际污水厌氧生化处理工程相结合，探讨其可行性及应注意问题，并提出了未来发展方向。文中分别从分体式微生物燃料电池阴极部分、连接部分和阳极部分进行试验研究。,(1),阴极部分。试验讨论了二氧化铅电极制作方法并进行比较，最终经过试验综合出,第14页,PH,值和电极几何外形对微生物燃料电池行为影响评定建模,(Model based evaluation of the effect of pH and electrode geometry on microbial fuel cell performance),经过建模评定,PH,值和电极几何外形对微生物燃料电池行为影响。,双室无介体型微生物燃料电池在,BOD,传感器中研究初探,.rar,有机污染是水体污染一个主要方面,生化需氧量,(BOD),是表征水体有机污染主要指标之一。准确快速测定水体,BOD,是环境监测领域一个难题,现有,BOD,一些检测方法即使有时能够完成,BOD,快速检测,但普遍含有测量所需时间太长、测量范围小、重现性差等缺点,而应用双室无介体型微生物燃料电池能到达快速准确检测水体,BOD,目标,无膜微生物燃料电池性能特征与应用拓展研究,.rar,微生物燃料电池,(Microbial Fuel Cell,简称,MFC),是一个能够将废水中有机物所蕴含能量进行回收利用新型可再生能源装置。它利用阳极室内产电微生物将废水中有机物降解并用于产电,从而到达污水处理与产电相结合目标。微生物燃料电池在处理废水同时回收了能源,可较大程度降低污水处理运行成本,第15页,