朱馨彤¹， 何 欢¹， 朱润云²， 徐志昂¹， 韩丰霞^1*， 普红平¹

1. 昆明理工大学环境科学与工程学院，云南 昆明 6505002. 云南省农业技术推广总站，云南 昆明 650000

收稿日期:2020-03-16修回日期:2020-05-22出版日期:2021-03-22发布日期:2021-03-23
通讯作者:韩丰霞

基金资助:溶解性有机质对电化学-微生物耦合降解17α-乙炔基雌二醇的介导机制;光电耦合催化降解再生水中类固醇雌激素及协同灭菌机制

Effects of two-compartment gas interflow on the performance of photosynthetic microbe fuel cell

Xintong ZHU¹, Huan HE¹, Runyun ZHU², Zhiang XU¹, Fengxia HAN^1*, Hongping PU¹

1. Faculty of Environmental Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650500, China2. Yunnan Agricultural Technology Extension Station, Kunming, Yunnan 650000, China

Received:2020-03-16Revised:2020-05-22Online:2021-03-22Published:2021-03-23

摘要/Abstract

摘要： 以斜生栅藻生长产生氧为电子受体的光合微生物燃料电池(PMFC)和外加CO2光合微生物燃料电池(AC-PMFC)联合构建成微生物碳捕获电池(MCC)。研究MCC在不同运行条件下的产电性能及影响因素。测量MCC, PMFC和AC-PMFC三种系统中的电压、溶解氧和pH。结果表明，产电压趋势与所有系统中的藻类阴极的氧浓度相关，电解液pH也能影响MFC电压的产生。三种类型的MFC中，MCC产电性能最佳，其电压和功率密度分别可达492 mV和102.3 mW/m2，最大功率密度分别比PMFC和AC-PMFC高42.33%, 54.08%。AC-PMFC由于添加了相对高浓度的CO2，抑制了微藻的生物活性和光合作用，产生的电压和功率密度最低。用SEM观察长期运行后的MCC的阴极表面藻类的形貌特征，藻生物膜与电极板表面能够生成一层高浓度的原位氧膜。电化学分析表明斜生栅藻–生物膜本身不能直接接收来自极板上的电子，无生物催化活性。但这层膜可促进O2的还原速率且可有效降低电池内阻。PCR和16S rRNA基因检测技术分析结果表明，MFC中的Chao1指数为170，而PMFC为152，MCC为145，阴极中的过饱和氧可通过管道输送到阳极并影响阳极的微生物群落。本研究结果为进一步改善藻类微生物碳捕获电池性能提供基础。

引用本文

朱馨彤 何欢 朱润云 徐志昂 韩丰霞 普红平. 两室气体互通对光合微生物燃料电池性能的影响[J]. 过程工程学报, 2021, 21(3): 314-322.
Xintong ZHU Huan HE Runyun ZHU Zhiang XU Fengxia HAN Hongping PU. Effects of two-compartment gas interflow on the performance of photosynthetic microbe fuel cell[J]. Chin. J. Process Eng., 2021, 21(3): 314-322.

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参考文献

相关文章 15

[1]	闫红丽 陆佐伟 敬志良 吴震. 基于金属氢化物固态氢源的氢燃料电池动力系统特性的研究[J]. 过程工程学报, 2020, 20(2): 237-244.
[2]	丁建军 彭小伟 韩业君. 厌氧活性污泥产电特性及产电过程微生物群落变化[J]. 过程工程学报, 2019, 19(1): 209-215.
[3]	薄涛 季民. 筒状单室不锈钢电极微生物燃料电池回收重金属铅可行性分析[J]. 过程工程学报, 2018, 18(4): 858-865.
[4]	张小婷彭罗李振轮. 基于降低阳极活化过电势的MFC性能优化研究进展[J]. , 2014, 14(3): 527-534.
[5]	张东堂程昌汪夏燕夏定国. 微流控法合成石墨烯负载的PtNi燃料电池阴极催化剂及其性能[J]. , 2013, 13(4): 698-703.
[6]	宋天顺吴夏芫范平周楚新. 以加热预处理污泥上清液为底物的微生物燃料电池基础特性[J]. , 2012, 12(5): 844-848.
[7]	姚传好李钒李翔杨帆徐梦迪夏定国. 聚合物电解质膜燃料电池用电催化剂非碳载体的研究进展[J]. , 2012, 12(2): 353-360.
[8]	吴夏芫宋天顺支银芳周楚新俞俊杰朱隽瑶. 小球藻生物阴极型微生物燃料电池的基础特性[J]. , 2012, 12(1): 131-135.
[9]	岳学海赵书菊王许云郭庆杰. 厌氧流化床无膜微生物燃料电池的床层膨胀高度与产电特性[J]. , 2011, 11(2): 199-203.
[10]	吴锋刘延红吴川. 乙二醇稳定的Pt/C催化剂的制备与表征[J]. , 2009, 9(6): 1198-1203.
[11]	叶晔捷宋天顺徐源陈英文祝社民沈树宝. 微生物燃料电池产电的影响因素[J]. , 2009, 9(3): 526-530.
[12]	李顶杰何辉卢翠香李浩然杜竹玮. 串/并联微生物燃料电池的性能[J]. , 2009, 9(2): 338-343.
[13]	何辉冯雅丽李浩然李顶杰. 利用小球藻构建微生物燃料电池[J]. , 2009, 9(1): 133-137.
[14]	徐源宋天顺叶晔捷陈英文沈树宝沈树宝. 直接微生物燃料电池阴极的制备及优化[J]. , 2008, 8(5): 998-1002.
[15]	王玉春曾建立. 生化法制备生物能源中的过程调控[J]. , 2008, 8(4): 667-675.

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