聚苯胺改性阳极海底微生物燃料电池及电池性能分析

《聚苯胺改性阳极海底微生物燃料电池及电池性能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文聚苯胺改性阳极海底微生物燃料电池及电池性能分析UTILIZATIONOFPOLYANILIONMODIFIEDANODEINBENTHONICMICROBIALFUELCELLSANDITSPERFORMANCEANALYSIS亓振莲哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：O651学校代码：10213国际图书分类号：543.9密级：公开理学硕士学位论文聚苯胺改性阳极海底微生物燃料电池及电池性能分析硕士研究生：亓振莲导师：尤宏教授申请学位：理学硕士学科：海洋科学所在单位：海洋科学与技术学院答辩日期：2

2、015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O651U.D.C:543.9DissertationfortheMasterDegreeinScienceUTILIZATIONOFPOLYANILIONMODIFIEDANODEINBENTHONICMICROBIALFUELCELLSANDITSPERFORMANCEANALYSISCandidate：ZhenlianQiSupervisor：Prof.HongYouAcademicDegreeAppliedfor：MasterofSci

3、enceSpeciality：MarineScienceAffiliation：InstituteofmarinescienceandtechnologyDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要海底微生物燃料电池（Benthonicmicrobialfuelcell，BMFC）利用海底沉积泥中的微生物降解有机物来获得电能，具有底物丰富，长期运行，维护成本低，环境友

4、好等特点，具有很好的研究价值和广阔的发展前景。目前，海底微生物燃料电池不能得到广泛地实际应用，主要是由于其低的功率密度输出和长期运行的不稳定性，其中阳极是限制其功率密度输出的主要因素之一。在本论文研究中，比较了不同阳极材料和预处理方法以及阴阳极面积比分别对BMFC性能的影响。由实验结果得出，选用碳毡作为阳极材料，电池性能最稳定；阴阳极电极最佳面积比为1：1；1mol/L氨水浸泡处理碳毡阳极时，BMFC最大开路电压值最高，为0.76V。为了提高阳极的性能，本论文探究了恒电位合成聚苯胺修饰阳极不同后处理对电池性能影响；

5、不同电化学合成法制备聚苯胺修饰阳极对电池性能影响；聚苯胺分别与铁化合物、锰化合物的复合物修饰阳极对BMFC性能的影响。研究结果表明，氨水后处理PANI修饰的阳极提高电池性能的效果最好，最大输出功率达5.58mW/m2；脉冲电位法合成聚苯胺修饰阳极的电池输出功率密度最大，为9.93mW/m2；聚苯胺与铁化合物的复合物修饰阳极能够更好的提高电池性能，最大输出功率密度达17.51mW/m2，是空白对照组的8.11倍。由于泡沫镍具有耐碱性以及好的电催化活性，因此本论文利用泡沫镍作为阳极材料，探究了PANI以及PANI-Mn

6、修饰泡沫镍阳极在BMFC中的应用。实验结果表明，PANI对泡沫镍阳极的修饰不会对泡沫镍本身的电极活性产生影响，在提高电池运行稳定性的同时也提高了最大输出功率密度，达34.53mW/m2。BMFC在外接负载条件下，PANI-Mn修饰泡沫镍阳极BMFC的平均电流密度以及平均功率密度输出最高，分别为38.0mA/m2和6.69mW/m2，是PANI修饰泡沫镍阳极BMFC的1.1倍和1.2倍，提高了BMFC的电能输出。关键字：海底微生物燃料电池；阳极；聚苯胺；电池性能-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractBe

7、nthonicmicrobialfuelcellsobtainpowerthroughthemicrobialdegradationoforganiccompoundsinsedimentarymud,whichisrichofsubstrate.Foritslong-termoperation,lowmaintenancecost,andenvironmentfriendly,BMFChaveagoodresearchvalueandbroadprospectsfordevelopment.Atpresent,f

8、oritslowpowerdensityoutputandlimitingrunningstability,benthonicmicrobialfuelcellcannotobtainwidelypracticalapplication.Theanodeisoneofthemainfactorsthatlimitthepowerdensityoutput.I