绿色能源创造者「微生物燃料电池」

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1、绿色能源创造者「微生物燃料电池」作者：研发埠更新时间：2014-3-18资讯：世界上首台光电微生物燃料电池收音机诞生微生物燃料电池助废水变能源微生物燃料电池：实现尿液为手机充电Plant-e计划：植物-微生物燃料电池微生物燃料电池发展简史微生物能源技术国际研讨会5月于西安召开问答：微生物燃料电池的工作原理？微生物燃料电池（MicrobialFuelCell，MFC）是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是：在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在

2、生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂（一般为氧气）在阴极得到电子被还原与质子结合成水。微生物燃料电池的功率密度计算微生物燃料电池的功率密度大多数都是用阳极面积或体积来计算，为什么不用阴极？可不可以用阴极的来计算？阳极是产电区，是电子产生的地方，阴极的电子是通过导线将阳极电子传递过来的，所以通常用阳极面积来计算。影响微生物原料电池功率的因素？使用微生物燃料电池产生的功率大小依赖于生物和电化学这两方面的过程。1.底物转化的速率受到如下因素的影响，包括细菌细胞的总量，反

3、应器中混合和质量传递的现象，细菌的动力学（p-max——细菌的种属特异性最大生长速率，Ks——细菌对于底物的亲和常数），生物量的有机负荷速率（每天每克生物量中的底物克数），质子转运中的质子跨膜效率，以及MFC的总电势。2.阳极的超极化一般而言，测量MFCs的开放电路电势（OCP）的值从750mV~798mV。影响超极化的参数包括电极表面，电极的电化学性质，电极电势，电极动力学以及MFC中电子传递和电流的机制。3.阴极的超极化与在阳极观测到的现象相似，阴极也具有显著的电势损失。为了纠正这一点，一些研究者们使用了赤血盐（hexacy

4、anoferrate）溶液。但是，赤血盐并不是被空气中的氧气完全重氧化的，所以应该认为它是一个电子受体更甚于作为媒介。如果要达到可持续状态，MFC阴极最好是开放性的阴极。微生物燃料电池中钛网的作用是什么？钛网做的电极一般应用在空气阴极上，因为空气中的氧做电子受体，是气相向液相的传递，传质阻力大，所以要用钛网进行催化，促进两相的传递。钛网作为导电材料，其表面会形成氧化膜吗？氧化膜对其导电性有什么影响？会的，氧化膜使其导电性降低，生物相容性升高。微生物燃料电池测内阻时，串联外电阻后电压变化不明显是什么原因？测之前断开电池半个小时，电

5、压表测电阻箱两端电压。最开始电压可能变化不明显，但是电阻变化了的，算出来的功率密度是改变的。微生物燃料电池在开始进行操作前，是否需要将阳极放置含菌的阳极液中培养一段时间再进行测量？是的，需要细菌驯化。电压稳定后，两三个循环之后就可以测试了。驯化一般需要一个月左右。双室微生物燃料电池在启动过程中，阳极会产生好多气体，压力上升，交换膜也被压力压变形了，怎么办？产生的气体是CO2,CH4。batch的anode不应该完全封闭,你可以接一个充有氮气的气球来平衡压力。混菌微生物燃料电池如何增大电压输出？用混菌做双室微生物燃料电池的接种菌，

6、乙酸钠为燃料，外接1000欧姆的电阻，但输出电压最大只有0.143V。请问如何增大该电池的电压输出？阴极是空气的话，用铁氰化钾、高锰酸钾之类的，电压就会高很多。做单室的圆柱形微生物燃料电池，用石墨毡做电极，阳极放在底部，阴极放在表面，请问如何固定电极？自己动手做个支架，比如用那种粗的铜电线窝个架子，把你的正负极隔开到圆柱形的两端，然后分别接电源的正负极就可以了。微生物燃料电池阳极适合处理低COD的污水，那么它的阴极是否可以考虑高浓度的污染物呢？这个是不行的，因为生物燃料电池阴极发生的是还原反应。一般有机物都是氧化反应（当然个别的

7、先发生还原反应，而后还需要氧化），生物阴极一旦可以被氧化的有机物含量过高，自养菌就被灭了，产电也就终止了。所以在生物阴极应该慎重考虑污染物的降解。请问给微生物燃料电池提供恒定电压可以用什么仪器？直流电源还是恒电位仪？两者都可以，恒电位仪就是电化学工作站，功能更多，所以如果预算不是问题建议买后者。做电极上微生物菌群多样性分析，就是PCR-DGGE，做的时候怎么将电极上的菌群取下来？剪一片碳纸下来,提取DNA,不会破坏反应器,就是毁一片电极.想组装一个藻（蓝细菌）电池，但是藻在电极上的粘附是个大问题。手头有nafion，有人试过把藻

8、/菌粘在电极（碳布）上吗？粘好了后，菌/藻在电极上能长期存活并工作吗？见过一篇文章,把细菌"coat"在电极上,还能活并且工作；也可以用碳布做电极,藻会长在上面,但好象长在玻璃壁上的更多；以前听Logan那边有个博士生做的是用打印机把细菌均匀打印在碳纸上，好