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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>>

《农村电工》2005年08期
农村电工

微生物燃料电池处理污水发电“两不误”

近日,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。重大创新:单一槽设计洛根所设计的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,看上去好像一个汽水瓶子。不过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,它们围绕着一根阴极棒,密闭槽中间以质子交换膜间隔。密闭槽外部以铜线组成闭合电路,用作电子流通的路径。当污水被注入反应槽后,细菌酶将污水中的有机物分解,在此过程中释放出电子和质子。其中,电子流向正极,而质子则通过槽内的质子交换膜流向负极,并在那里与空气中的氧以及电子结合生成干净的水,从而完成对污水的处理。与此同时,反应槽内正负极之间的电子交换产生了电流,使该设备能够给外部电路供电。样品将在几个月后完成在发电能力方面,据洛...  (本文共1页) 阅读全文>>

《化学与生物工程》2017年08期
化学与生物工程

尿液微生物燃料电池泡沫金属阳极性能研究

微生物燃料电池(MFC)是一种可从废水污染物中提取电能的新兴生物技术,近年来受到广泛关注[1-4],是与材料科学、微生物学、生物化学、电化学、传质学、燃料电池科学和新能源技术等多个学科交叉融合而发展起来的一种独特的前沿电能生产技术[5-8]。我国城市和工业行业年均排放近600亿t废水,污水的处理费用超过了400亿元。评估显示,废水中含有9.3倍于处理废水所消耗的能量[9]。MFC技术在污染物降解、污水处理、海水脱盐淡化、微生物传感器、电解制氢等方面有着极大的应用前景[10-11]。尿液微生物燃料电池(urine-powered microbialfuel cell,UMFC)由2个电极和2个极室构成,微生物生长于阳极上,通过自身的生化过程将有机物分解并释放出电子和氢离子;电子由外电路传导到阴极,氢离子经由阳极室传递到阴极室与电子和氧气结合生成水,在这个过程中就产生了电能。由此可见,阳极是微生物生长及电子收集的部位,阳极的性能很大...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科技传播》2017年16期
科技传播

国际视角

美国科学家发明“口水电池”薄如纸可自力发电美国纽约州北部宾汉姆顿大学研究团队近日开发了可以通过唾液驱动的电池。据报道,这种“口水电池”的正确名称是“微生物燃料电池”(MFCs),它以特殊的细菌来驱动电流,口水是启动细菌的介质。据报道,这种“口水电池”的正确名称是“微生物燃料电池”(MFCs),它以特殊的细菌来驱动电流,口水是启动细菌的介质。德国英国丹麦太阳能电池技术新突破:眼镜2020年前将推刷脸软件排队检南丹麦大学科学家研发出水母变身手机充电器票或成历史“薯片”英国有望在2020年之前推出人脸近日,南丹麦大学科学家Mie日前,德国科学家发明了可利识别软件,乘客无需停留即可快速便Thorborg Pedersen开发出一种将用太阳能给手机充电的半透明有色太捷地验证身份。这一技术将让排队购水母变成薯片状食物的方法。Mie阳镜镜片,镜片的有机太阳能电池有票和核证进站成为过去式。人脸识别Thorborg Pedersen对水母进行干燥...  (本文共2页) 阅读全文>>

《工业水处理》2017年08期
工业水处理

导电聚合物修饰微生物燃料电池阳极的研究进展

微生物燃料电池(MFC)是一种集污水处理与产电于一体的新型能源技术,其具有无污染、原料来源多样化、能源利用效率高等特性,对于寻求清洁能源技术的今日有着很好的工业应用前景[1-2]。微生物燃料电池的工作原理如图1所示,附着于阳极的微生物通过氧化作用将有机物降解生成水与二氧化碳,过程中产生的电子传递至阳极,继而通过外电路传导至阴极,与氧气结合生成水[3]。目前MFC输出功率密度低,这是制约其实际应用发展的关键问题。微生物对有机物的氧化消耗速率、电荷的传递速率、质子的迁移速率、电荷转移外电阻大小及阴极还原速率是影响MFC性能的主要因素[4]。作为MFC的重要组成部分,高性能的阳极材料不仅需要具有良好的生物兼容性,能为微生物提供良好的附着点以及电化学催化活性位点,还需有效地减少电子传递阻力。因此,为制备出高性能阳极材料,对阳极材料的研究及改性成为MFC研究的热点。导电聚合物作为导电高分子材料,具有生物相容性良好、性质稳定、轻巧便于加工及...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中国设备工程》2017年15期
中国设备工程

基于广义预测控制策略的微生物燃料电池控制分析

近年来,绿色再生能源受到了高度关注。而作为工业中一种经常使用的可再生能源电池,微生物燃料电池的来源途径范围较广,而且能够在常温、常压以及中性溶液的环境中正常工作。当微生物与有机物发生反应时,醋酸盐浓度、温度、燃料电池外接负载以及流入物流量都会对其产生一定的影响,导致微生物燃料电池的输出响应不稳定,或者调节时间过长,这会对电池的应用产生严重的影响。以下对基于广义预测控制策略的微生物燃料电池控制进行了详细分析。1微生物燃料电池的基本原理对于微生物燃料电池(MFC)而言,其工作原理是在微生物催化反应的基础上,使化学能(即燃料)变成电能的组件。一般来说,比较典型的微生物燃料电池由阳极、阴极以及质子交换膜组成,在阳极中微生物会实现氧化燃料的分解,并产生电子和质子,其中电子会通过外部电路流动到阴极,而质子会以质子交换膜为载体流动到阴极,在阴极中消耗的电子和质子会与氧结合产生水。总之,微生物燃料电池作为一种绿色可再生能源,会给社会经济的发展带...  (本文共2页) 阅读全文>>