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微生物燃料电池:处理污水发电两不误

自工业革命以来,污水处理一直是困扰发达国家和发展中国家的一大难题,因为它耗费巨大,完全是个只投入不产出的行业。而新型微生物燃料电池不仅可以净化水质,还可以发电,它的出现有望把污水处理变成一个有利可图的产业。虽然目前该产品还在不断改进,尚未投入商业化生产,但我们完全有理由相信它拥有广阔的发展前景。$$微生物燃料电池并非刚刚出现的一项技术。在1910年,英国植物学家马克·比特首次发现了细菌的培养液能够产生电流。于是,他用铂作电极,把它放进大肠杆菌和普通酵母菌培养液里,成功制造出了世界第一个微生物燃料电池。1984年,美国制造了一种能在外太空使用的微生物燃料电池,它的燃料为宇航员的尿液和活细菌,不过它的放电率极低。近几年,利用微生物发电技术出现突破,宾夕法尼亚州立大学环境工程系教授布鲁斯·洛根是新型微生物燃料电池研制小组的负责人,他说:“传统的燃料电池是利用氧气发电,但从来没有人尝试使用富含有机物的污水来发电。”$$重大创新:单一槽设...  (本文共2页) 阅读全文>>

《给水排水技术动态》2004年06期
给水排水技术动态

微生物燃料电池:处理污水发电两不误

由美国宾夕法尼亚州立大学的科学家洛 根率领的一个研发小组宣布,他们研制出一 种新型的微生物燃料电池,可以把未经处理 的污水转变成干净用水和电源。电池装置和 氢燃料电池有点相似,是一个圆柱形的树脂 玻璃密闭槽。和氢燃料电池不同的是,微生 物燃料电池是单一反应槽,里面装有8条阳 极石墨棒,它们围绕着一个阴极棒,密闭槽中 间以质子交换膜间隔。密闭槽外部以铜线组 成的闭合电路,用作电子流通的路径。当污 水被注人反应槽后,细菌酶将污水中的有机 物分解,在此过程...  (本文共1页) 阅读全文>>

《科学技术与工程》2010年14期
科学技术与工程

微生物燃料电池在污水处理方面的应用研究进展

当今世界,减少污染物排放量和对化石类燃料的依赖是可持续发展力求达到的两个目标[1,2]。微生物燃料电池(Microbial fuel cells,MFCs)技术为在污水处理领域实现这两大目标提供了可能。微生物燃料电池(MFCs)是一种特殊的燃料电池,它以微生物作为催化剂,直接将燃料中的化学能转化为电能[3,4]。研究表明,MFCs不仅可以利用乙酸盐等物质作为燃料持续稳定地产生电流,也可利用各种有机污染物为燃料[5—8]。当阳极室利用厌氧污泥接种,采用有机污染物为燃料时,电池就能在发电的同时降解污染物,达到经济和环境的双赢[3,4],这为有机废水的资源化提供了新思路,具有重大的实际意义。MFCs是一种通过微生物的新陈代谢活动能使化学能转化为电能的生物电化学系统(BESs)[9—13]。由于它们独特的特点和在污水处理方面的应用,BESs的应用领域正在不断地增大[14,15]。1MFCs的工作原理利用微生物的作用进行能量转换(如碳水化...  (本文共6页) 阅读全文>>

《污染防治技术》2007年03期
污染防治技术

微生物燃料电池:既处理污水又发电

新型微生物燃料电池既净化水质,又可发电,从而使处理污水成为有利可图的产业。美国宾夕法尼亚洲立大学环境工程系以科学家洛根为首的研发小组,研制出一种新型微生物燃料电池,该电池装置与传统的氢燃料电池相似,是一个圆柱形树脂玻璃密封槽,与氢燃料电池不同的是:微生物燃料电池是单一反应槽里面装有8条石墨阴极棒,它们围绕着一个阴极棒,密封槽中间以质子交换膜间隔,密封槽外部为以铜线组成的闭合电路,用作电子流通路径。当污水被注入反应槽后,细菌酶将污水中有机物分解并释放...  (本文共1页) 阅读全文>>

《分析化学》2017年12期
分析化学

微生物燃料电池在传感分析中的应用及研究进展

1引言微生物燃料电池是一种以微生物作为催化剂,将化学能转化为电能的装置[1,2]。自20世纪初Potter[3]提出这一概念以来,微生物燃料电池一直受到广泛关注。近年来,由于能源危机不断加剧,微生物燃料电池通常被视为一种新能源技术。大量研究工作从电极材料、微生物催化剂、电池结构、交换膜以及微生物胞外电子传递机理等方面出发,致力于改善微生物燃料电池的性能[4~8]。然而,目前微生物燃料电池的输出性能距离实际应用水平仍有一定的差距。因此,如何合理利用微生物燃料电池产生的较弱的电能,已成为该领域中新的研究热点。1977年,Karube等[9]另辟蹊径,将微生物燃料电池用于测定生化需氧量,开创了微生物燃料电池在传感分析领域应用的先河。此后,基于微生物燃料电池的生物传感器成为了微生物燃料电池技术的重要应用之一。微生物燃料电池生物传感器的基本检测思路是利用微生物燃料电池的性能(电压、电量)变化来反映目标分析物的浓度。在该类型生物传感器中,细...  (本文共7页) 阅读全文>>

《北京大学学报(自然科学版)》2017年03期
北京大学学报(自然科学版)

微生物燃料电池同步去除硫化物及产电的对比研究

煤炭、石油工业、造纸、冶金、纺织等工业生产加工过程[1]排放大量的含硫化物废水。硫化物有较强的毒性和腐蚀性,可以腐蚀管道,毒害动植物和人体,是一种对环境极具危害的物质[2]。常见硫化物的去除方法有物化法和生物法[3],前者原材料成本和能耗较高,而后者需要曝气,且过程难以控制。因此,硫化物的去除一直以来都是环境领域十分关注的问题。微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)是在微生物的作用下,将燃料中的化学能直接转化为电能的产电装置[4–5],具有燃料来源广泛、反应条件温和、环境友好、理论转化效率高等优点,已经广泛用于研究对各种有机与无机废水的处理。Rabaey等[6]报道了利用单室MFC技术处理硫化物并回收电能的研究,Cai等[7]则利用双室MFC使硫化物得到有效的去除。Dutta等[8]在不添加微生物的MFC中也实现了硫化物的氧化。在已有硫化物去除的文献中,对MFC本身构型的研究较少。本文将单室和双室MFC...  (本文共6页) 阅读全文>>

《环境工程学报》2017年06期
环境工程学报

湿地植物-沉积物微生物燃料电池产电及河流底泥修复

城市河涌是城区内用于防洪、排涝、纳污及排水的天然及人工水道,是城市主要的纳污渠道[1]。随着工业的快速发展及人口的迅速增长,大量工业、农业污染物通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷进入到水体中,由于河流本身的调蓄作用弱、纳污能力小、载污能力不够,污染物超过了河流的自净能力,污染物不断聚集,其中相当一部分会累积在底泥中,使底泥受到污染对水生生态系统造成威胁,河流水质恶化并散发出恶臭,导致周边环境十分恶劣。另外,当上覆水中的环境发生改变时,当初沉积在底泥中的N、P及重金属等又会重新释放到水体中来,形成二次污染[2-3]。当前,河流底泥污染已成为世界范围内的一个重要的环境问题[4]。目前水体底泥的修复技术主要包括原位修复(如掩蔽技术、植物及微生物修复技术、投加絮凝剂及还原剂等)和异位修复(底泥疏浚、气充氧、固化填埋及堆肥等),用的最多的是底泥疏浚,但其处理成本高、工程量大、在处理过程中会对周边环境产生很大影响且疏浚底泥还需进行额外的...  (本文共8页) 阅读全文>>