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美科学家开发出微生物燃料电池

新华社洛杉矶4月22日电(记者陈勇)美国宾夕法尼亚州立大学科学家22日说,他们开发了一种高效能的微生物燃料电池,使细菌能从有机废水中产生大量的氢,其氢产率是传统发酵过程的4倍。$$该校环境工程系教授克里斯·洛根等人的这一研究成果,发表在新一期《环境科学与工程》杂志网络版上。研究人员说,这种微生物燃料电...  (本文共1页) 阅读全文>>

《环境工程学报》2017年10期
环境工程学报

KOH活化活性炭提升辊压空气阴极微生物燃料电池性能

微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFC)是一种将污水中的有机物的化学能转化为电能的装置[1],被认为是一种“绿色”的环境治理和产能技术[2]。阳极上的微生物在厌氧的环境下降解有机物,产生的电子通过外电路到达阴极与氧化剂反应,完成电子转移和能量转化过程。氧气作为一种丰富的天然资源以及相对较高的氧化还原电位被广泛应用为MFC的阴极电子受体。近年来兴起的空气阴极就是这样一种能够被动利用空气中的氧气为电子受体的MFC组件,它能够削减因为曝气而产生的成本,降低运行成本以及提升阴极电位[3]。然而,常规的操作条件(室温和中性p H)在动力学上限制了空气阴极的氧化还原性能[4],为了克服较高的氧还原过电位,通常需要使用贵金属(如Pt)催化剂。这成为了限制MFC电能产出和电池成本过高的最大瓶颈[5]。低成本的活性炭(activated carbon,AC)被证明能够代替昂贵的金属Pt作为催化剂,并且表现较高的氧还原催化...  (本文共6页) 阅读全文>>

《环境工程学报》2017年10期
环境工程学报

双室微生物燃料电池重金属毒性传感器的研制

水中重金属中毒事件频繁发生,预防水中重金属中毒变得尤为重要。为了提前指示水中毒性物质的存在,对受污染的水体提前采取处理措施,急须建立一个预警系统[1]。迄今为止研究的传感器已经可以应用于土壤、沉积物、地表和地下水,并可现场确定各种分析物,对管理现有的水污染问题起到了重要作用[2]。随着研究的深入,生物传感器逐渐被开发研究,可以使用容易得到的敏感生物体,如鱼、藻类、发光微生物等[3-6]。由于传统的传感器检测周期长、重复性差、成本高,所以,提高传感器的装置和灵敏度是有效传递水体污染信息的关键因素[7]。微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFC)传感器是近几十年间发展起来的一种新型传感器,根据微生物燃料电池的原理建立[8]。它以活的微生物作为敏感材料,利用其体内的各种酶系及代谢系统来测定和识别相应底物,相比较而言,具有选择性好、灵敏度高、操作简便快速、成本低、能在复杂体系中进行在线监测等优点。利用微生物燃料电...  (本文共9页) 阅读全文>>

《环境科学》2017年10期
环境科学

利用含Cu(Ⅱ)废水强化微生物燃料电池处理含Cr(Ⅵ)废水

铬是一种在化工、轻工、合金材料等领域广泛应用的重要基本原料.据统计,我国每年工业生产中排放出的含铬废水约达40亿m3,因处理难度极大,严重污染生态环境[1].在水溶液中,铬通常以Cr(Ⅲ)或Cr(Ⅵ)的形式存在,而Cr(Ⅵ)由于会引起突变和致癌,其毒性远远大于Cr(Ⅲ)[2].去除废水中铬的一般方式是首先将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)实现铬的解毒,随后Cr(Ⅲ)以Cr(OH)3沉淀形式除去[3].含铬废水的传统处理技术主要分为两大类[4]:化学法和物理法.化学法主要包括氧化还原法、电解法等,但这些方法都需要消耗大量的化学试剂或能源,极易造成二次污染.物理法主要是依靠吸附剂如活性炭等去除Cr(Ⅵ),但吸附剂价格贵,再生能力差,使用寿命短,且污染后处理困难,因而应用也受到了限制.近年来,微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)作为一种通过将微生物降解有机物过程中释放的化学能转化为电能的装置[4,5]已被证实可用...  (本文共9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>>

《现代化工》2017年08期
现代化工

微生物燃料电池阴极碳载体催化剂的研究进展

随着全球化人口增多与化工业快速发展,人类正面临着能源不足与水资源短缺等危机。此外,化石燃料的过度燃烧及不合理利用造成的大气污染、气候变暖和人类健康隐患等问题,迫使人类寻求可替代的绿色能源设备[1]。微生物燃料电池(MFC)作为一种新型的再生能源设备引起了广泛的关注。MFC利用具有催化活性的厌氧产电细菌氧化分解各类废水废弃物,如生活污水、工业废水、垃圾渗滤液及农业固废等,同时实现产电[2-3]。其在重金属回收、生物修复和海水脱盐等方面也有着前瞻性应用[4-5]。目前已在电池设计[6]、电极材料[7]、膜类型[8]等建立了良好的基础。在MFC中一般以O2作为电子受体,但阴极上的氧还原反应十分缓慢,限制了MFC产电率。添加催化剂以修饰阴极是加强MFC产电的一个有效手段。贵重金属Pt由于优越的氧还原活性最先用作MFC阴极催化剂,但稀缺性、易中毒和寿命短等问题限制了其作为一种可持续催化剂,且以Pt为基础的阴极制作约占电池总成本的50%,极...  (本文共5页) 阅读全文>>