“三合一”微生物燃料电池的产电特性研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第8期环境科学学报Vo1．26，No．82006年8月ActaScientiaeCircumstantiaeAug．，2006曹效鑫，梁鹏，黄霞．2006．“三合一”微生物燃料电池的产电特性研究[J]．环境科学学报，26(8)：1252—1257CaoXX，LiangP，HuangX．2006．Amembraneelectrodeassemblytypedmicrobialfuelcellforelectricitygeneration[J]．ActaScientiaeCircumstantiae，2

2、6(8)：1252—1257[免审稿件]责任编辑提示：本刊欢迎广大读者针对免审稿件提出各种意见“=全一，，一口微生物燃料电池的产电特性研究曹效鑫，梁鹏，黄霞清华大学，环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点实验室，北京100084收稿13期：2006一Ol_lO录用13期：2006—05—16摘要：为了降低内阻，尽可能提高微生物燃料电池的输出功率，提出了一种将阳极、质子交换膜和阴极热压在一起的“三合一”膜电极形式的微生物燃料电池，并考察了其在接种厌氧污泥条件下对乙酸自配水的产电特性．该“三合一”电池在稳定运行条件下电池内阻约为10—3On，远低于现已报道

3、的其它形式的微生物燃料电池的内阻．目前该“三合一”型微生物燃料电池最大输出功率密度约300mW‘m-，库仑效率约50％．试验结果表明，在一个间歇运行周期中，电池内阻增加是引起输出电压降低的最主要原因．同时在不同的外阻条件下，需要降低极化的重点不同．关键词：微生物燃料电池；三合一膜电极；内阻；极化文章编号：0253-2468(2006)08—1252-06中图分类号：X703文献标识码：AAmembraneelectrodeassemblytypedmicrobialfuelcellforelectricitygenerationCAOXiaoxin，LIA

4、NGPeng，HUANGXia’EnvironmentalSimulationandPollutionControlStateKeyJointLaboratory，DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084Received10January2006；accepted16May2006Abstract：Inthisresearch，inordertoreducetheinternalresistanceandpromotetheenergyou

5、tput，amembraneelectrodeassembly(MEA)typedmicrobialfuelcell(MFC)wasproposed．ElectricitygenerationoftheMFCbyanaerobicsludgeincubationwasinvestigatedwithfedaceticacidcontainingwastewater．TheMEAtypedMFChasarelativelylowinternalresistanceabout10—3Onduringsteadystate．Afteraperiodofenric

6、hment，theMFCgeneratedelectricitywithamaximumpowerdensityof300mW·m～andcolumbiceficiencyof50％．Itwasfoundthatthemaincauseofthedropofthevoltageinabatch—feedcyclewastheinternalresistanceincreasing．Additionally，thepseudo—resistancecompositionandtheirdependencyondiferentexternalresistanc

7、ewerediscussed．Keywords：microbialfuelcell，MEA，internalresistance，polarization件下，持续稳定地利用乙酸等基质产生电流．发表1引言(Introduction)在Science上的Bond的研究工作迅速得到关注．随微生物燃料电池(Microbialfuelcell，简称后Logan等人(Liueta1．，2004a；2004b)利用厌氧污MFC)是一种特殊的燃料电池，其工作原理是以微泥接种，也实现了污水生物产电．这一发现具有重生物为生物催化剂，直接将燃料的化学能转化为电大的现实意义，为

8、有机污水的低成本处理提供了一能．2002年，Bond等(2002)