微生物燃料电池课件

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1、微生物燃料电池王金玉2007.12.26微生物燃料电池的原理微生物燃料电池的最新研究进展相关文献微生物燃料电池的原理燃料在阳极室内，通过微生物的代谢被氧化，电子通过外电路到达阴极，质子通过质子交换膜到达阴极，氧化物在催化剂的作用下在阴极室内被还原。分为：直接微生物燃料电池间接微生物燃料电池直接微生物燃料电池原理直接微生物燃料电池是指燃料直接在电极上被氧化，电子直接由燃料转移到电极。间接微生物燃料电池的原理间接微生物燃料电池的燃料不在电极上氧化，而是在别处氧化后，电子通过某种途径传递到电极上来。微生物

2、燃料电池的最新研究进展1.与MEMS(microelectromechanicalsystem)结合的微生物燃料电池。美国加州大学Berkerley分校机械工程系的lin出于对无污染的汽车能源和家用能源的研究，注意到了微生物燃料电池。其研究表明，微生物燃料电池完全可以做到更小的尺度。lin的燃料电池目前已能达到0.07cm2面积大小，使用的燃料为葡萄糖，催化剂为cerevisiae酵母。这种微生物燃料电池的原型中有一个微小的空室，用于放置进行发酵作用的微生物。葡萄糖溶液通过平行的流体槽道进入到这个微

3、小空室中。在微生物进行发酵的过程中，产生氢质子和电子。Lin的实验中，在长达两个小时的过程中，该微生物燃料电池产生了300mV的电压。这种微型生物燃料电池产生的电压，已足以驱动MEMS（microelectromechanicalsystem）器件，同时，微生物燃料电池产生的只是二氧化碳和水分。这两种技术的融合，可能是未来微机械和微型燃料电池的一个具有发展前途的方向。例如微型的自维持型医疗器械.2.处理污水的微生物燃料电池最近由美国宾夕法尼亚州立大学的科学家Logan率领的一个研发小组宣布他们研制出

4、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。在发电能力方面，据洛根称在实验室里该设备能提供的电功率可以驱动一台小电风扇。虽然目前产生的电流不大，但该设备改进的空间很大。洛根的研发小组已经把该燃料电池的发电能力提高到了350W洛根希望这一数值最终能达到500W～1000W.等技术成熟后可以批量生产的微生物燃料电池的发电能力将获得很大提高，洛根认为它可以提供500KW的稳定功率，大约是300户家庭的用电功率.3.吃肉的机器人（gastrobot）是一种通过分解有机物质作为能源驱动

5、力的机器人。基于微生物燃料电池（MFC）技术的吃肉机器人如下图所示的是一种吃肉机器人，它所依靠的正是典型的微生物燃料电池技术，可将食物的能源转化为电流。以葡萄糖溶液作为基础燃料，利用发酵来起作用。这种基于微生物燃料电池的吃肉机器人，主要包括以下几个必要部件：生物催化剂，氧化还原反应的中介物；一个阳离子交换隔膜；电极；阴极氧化反应物（例如图中的铁氰化物ferricyanide）。Electricitygenerationusingmicrobialfuelcells利用微生物燃料电池发电的研究Y.Mo

6、han,S.ManojMuthuKumar,D.Das∗DepartmentofBiotechnology,IndianInstituteofTechnology,Kharagpur721302,IndiaReceived20June2007;accepted9July2007背景知识和研究目的Mediatortype,concentration,pHandsometimesevenmixtureofthethreeplayanimportantroleintheanodepotentialfixi

7、ng.微生物燃料电池的性能受很多因素的影响，诸如介体的类型、介体的浓度、pH值等。Inthisstudy,wehaveexaminedtheeffectofdifferentelectronmediators,concentrationofthemediator,ionicstrengthofthemediumandthesurfaceareaofthesalt-bridgeincontactwiththeanodeandcathodechambersonthepowergenerationinMF

8、Cs.目的：研究不同的电子介体、介体浓度、介质中的离子强度和盐桥的表面积对微生物燃料电池性能的影响。介体介绍氧化还原介体是电子传递的关键环节，充当介体应具备如下条件：①容易通过细胞壁；②容易从细胞膜上的电子受体获取电子；③电极反应快；④溶解度、稳定性等要好；⑤对微生物无毒；⑥不能成为微生物的食料。一些有机物和金属有机物可以用作微生物燃料电池的氧化还原介体，其中，较为典型的是硫堇、Fe（Ⅲ）EDTA和中性红等。MaterialsandmethodsDesignandop