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国家自然科学基金(20577027)

作品数:9 被引量:307H指数:8
相关作者:梁鹏黄霞曹效鑫范明志王诚更多>>
相关机构:清华大学河北工程大学西安建筑科技大学更多>>
发文基金:国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
相关领域:环境科学与工程电气工程理学金属学及工艺更多>>

文献类型

  • 9篇中文期刊文章

领域

  • 5篇环境科学与工...
  • 3篇电气工程
  • 1篇金属学及工艺
  • 1篇理学

主题

  • 8篇电池
  • 8篇生物燃料电池
  • 8篇燃料电池
  • 8篇微生物燃料
  • 8篇微生物燃料电...
  • 7篇产电
  • 4篇产电微生物
  • 3篇阳极
  • 3篇内阻
  • 1篇电池结构
  • 1篇电势
  • 1篇电特性
  • 1篇电子传递
  • 1篇阳极材料
  • 1篇填料
  • 1篇群落
  • 1篇群落结构
  • 1篇开路电势
  • 1篇环境因素
  • 1篇极化

机构

  • 8篇清华大学
  • 2篇河北工程大学
  • 1篇西安建筑科技...

作者

  • 8篇黄霞
  • 8篇梁鹏
  • 7篇曹效鑫
  • 5篇范明志
  • 2篇王诚
  • 2篇王慧勇
  • 1篇黄正宏
  • 1篇莫颖慧
  • 1篇王晓昌

传媒

  • 4篇环境科学
  • 2篇中国给水排水
  • 1篇环境科学学报
  • 1篇环境保护科学
  • 1篇Fronti...

年份

  • 3篇2009
  • 2篇2008
  • 3篇2007
  • 1篇2006
9 条 记 录,以下是 1-9
排序方式:
阳极初始电势对微生物燃料电池产电的影响被引量:15
2008年
在微生物燃料电池中,阳极电势会对产电菌的富集和生长产生影响.为进一步明确阳极电势的作用,确定适合微生物生长的最佳阳极电势,在微生物燃料电池的阳极室中设置附加电路以改变阳极的初始电势,考察阳极初始电势对产电微生物的影响.将阳极初始电势设为350 mV时,产电微生物的生长明显变慢.而阳极初始电势为-200 mV和200 mV时,微生物的生长速度基本相同.稳定运行后,阳极初始电势分别为3502、00和-200 mV的微生物燃料电池,阳极内阻分别为71、43和80Ω.通过变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析微生物燃料电池稳定产电前后阳极微生物群落结构,虽然3个微生物燃料电池的阳极初始电势不同,但稳定后微生物群落结构相似,Clostridium sticklandii、Pseudomonas mendocina、Paenibacillus taejonensis在阳极的富集量最多,MFC对这3种细菌的强化富集作用最明显.
范明志梁鹏曹效鑫黄霞
关键词:微生物燃料电池产电微生物群落结构
微生物燃料电池中产电微生物电子传递研究进展被引量:15
2009年
微生物燃料电池集产电和污水净化为一体,作为一种新型的能源回收技术得到人们的广泛关注。从微生物燃料电池工作原理来看,电子能否顺利地传递到阳极表面对于电流的产生起着关键作用。因此,本文重点阐述了电子在产电微生物体内产生的途径、电子从微生物体内向阳极传递的不同方式以及阳极材料对产电微生物附着和电子传递的影响。从生物化学、电化学和材料学上对产电微生物体内的电子到阳极整个过程进行全面的综述。明确电子传递的关键环节,为新型高效阳极材料的开发提供思路。
王慧勇梁鹏黄霞王晓昌
关键词:微生物燃料电池电子传递阳极材料
填料型微生物燃料电池产电特性的研究被引量:31
2008年
将石墨和碳毡作为阳极填料组装成填料型微生物燃料电池,其启动期在1 d左右,低于平板型微生物燃料电池的启动期.碳毡作为填料时,微生物燃料电池的最大产电功率密度为1502 mW/m2(37.6 W/m3),优于石墨作为填料的MFC.将碳毡与碳纸烧结一体以提高填料型微生物燃料电池阳极的导电性,与平板型微生物燃料电池相比,其面积内阻从0.071Ω.m2下降到0.051Ω.m2,最大电流密度从3000 mA上升到8000 mA,最大产电功率密度从1 100 mW/m2(27.5 W/m3)上升到2426 mW/m2(60.7W/m3),阳极电势平均下降100 mV.循环流量影响填料型微生物燃料电池的产电能力,当流量低于1 mL/min时,其产电功率密度随流速降低而下降.填料型微生物燃料电池在外电阻为600Ω下长期稳定运行30 d以上,其库仑效率约为10.6%.
梁鹏范明志曹效鑫黄霞黄正宏王诚
关键词:微生物燃料电池填料内阻
“三合一”微生物燃料电池的产电特性研究被引量:77
2006年
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10~30Ω,远低于现已报道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300 mW·m^-2,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.
曹效鑫梁鹏黄霞
关键词:微生物燃料电池内阻极化
微生物燃料电池阳极特性对产电性能的影响被引量:77
2007年
以阳极开路电势和阳极内阻为评价指标,比较了碳纸、石墨和碳毡3种阳极材料的产电性能,考察了孔体积、表面积、孔径分布、表面粗糙度和表面电位5种阳极特性对微生物燃料电池产电性能的影响。结果表明,增加多孔电极的孔体积、表面积以及内孔径都可以提高阳极上的微生物量,并降低了阳极内阻;增加非多孔电极的表面粗糙度也可增大阳极上的微生物量,同时还能降低阳极的内阻。表面电位对阳极微生物富集和产电也有影响,对于初始电位分别为450、300和40 mV的阳极,产电稳定后其上的蛋白质含量分别为38、82和98μg/cm2,说明表面电位越低则生物量越高,内阻越小。
黄霞范明志梁鹏曹效鑫
关键词:微生物燃料电池阳极内阻开路电势
环境因素对接种Shewanella baltica的微生物燃料电池产电能力的影响被引量:8
2009年
通过筛选获得1株Shewanella baltica,分别改变阳极基质种类、浓度、pH和温度,考察不同条件下接种该菌后MFC产电特性.乳酸钠作为基质时接种该菌的MFC产电功率密度最大,MFC产电功率密度和基质浓度满足Monod模型.阳极溶液pH和温度对接种该菌的MFC产电功率密度影响最大.阳极溶液pH为8时接种该菌的MFC产电功率密度最大可达1236mW/m2,最大功率密度上升主要是阳极内阻和阳极电势影响所致.接种该菌的MFC最大产电功率密度在50℃达到1197mW/m2,最大功率密度随温度变化的主要原因是温度对阳极内阻的影响,20~50℃时MFC电流密度与温度满足Arrhenius方程.
梁鹏王慧勇黄霞曹效鑫莫颖慧
关键词:产电微生物环境因素
A mini-microbial fuel cell for voltage testing of exoelectrogenic bacteria
2009年
Current methods for testing the electricity generation capacity of isolates are time-and laborconsuming.This paper presents a rapid voltage testing system of exoelectrogenic bacteria called Quickscreen,which is based on a microliter microbial fuel cell(MFC).Geobacter sulfurreducens and Shewanella baltica were used as the model exoelectrogenic bacteria;Escherichia coli that cannot generate electricity was used as a negative control.It was found that the electricity generation capacity of the isolates could be determined within about five hours by using Quickscreen,and that its time was relatively rapid compared with the time needed by using larger MFCs.A parallel,stable,and low background voltage was achieved using titanium as a current collector in the blank run.The external resistance had little impact on the blank run during the initial period.The cathode with a five-hole configuration,used to hydrate the carbon cathode,gave higher cathode potential than that with a one-hole configuration.Steady discharge and current interrupt methods showed that the anode mostly contributed to the large internal resistance of the Quickscreen system.However,the addition of graphite felt decreased the resistance from 18 to 5 kΩ.This device was proved to be useful to rapidly evaluate the electricity generation capacity of different bacteria.
Xiaoxin CAOXia HUANGXiaoyuan ZHANGPeng LIANGMingzhi FAN
无介体微生物燃料电池的研究进展被引量:50
2007年
微生物燃料电池的出现使得降解有机污染物的同时收获电能成为可能,因而受到广泛关注。从产电微生物和电池结构两部分介绍了无介体微生物燃料电池的研究进展,对产电微生物的研究主要从产电微生物的种类、影响微生物产电的因素以及产电机理等方面进行阐述;对微生物燃料电池结构的研究,主要从电池阳极及阳极室、阴极及阴极室、分隔材料、整体结构和运行方式等方面进行了阐述;从提高微生物燃料电池产电能力的角度出发,对微生物和电池结构提出了研究方向,并展望了产电微生物燃料电池的研究前景。
黄霞梁鹏曹效鑫范明志
关键词:微生物燃料电池产电微生物电池结构
微生物燃料电池表观内阻的构成和测量被引量:126
2007年
将微生物燃料电池内部各种阻力用表观内阻统一表征,在建立其等效电路的基础上将表观内阻分为欧姆内阻和非欧姆内阻2部分.通过稳态放电法测量微生物燃料电池表观内阻,在改变外电阻后稳定时间需要60 s以上方能保证测定准确性,通过稳态放电法测定一室型微生物燃料电池的表观内阻为289Ω,当外电阻等于表观内阻时微生物燃料电池对外输出功率达到最大,为241 mW/m2;通过电流中断法测量一室型微生物燃料电池的欧姆内阻为99Ω,测定结果与断电前电流强度无关;当一室型微生物燃料电池对外供电分别处于活化极化区、欧姆极化区和浓差极化区时,非欧姆电阻占总内阻的比例分别为93%、66%和75%,在电池对外供电达到最大时非欧姆占总内阻比例最低.提高微生物燃料电池产电能力需要同时降低电池的欧姆内阻和非欧姆内阻.
梁鹏范明志曹效鑫黄霞王诚
关键词:微生物燃料电池极化曲线
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