“三合一”微生物燃料电池的产电特性研究

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.     

微生物燃料电池用于废水能源化的研究进展

微生物燃料电池能将废水中有机物的化学能转换成电能,在完成污染去除的同时实现能量回收,是一种新型的环境生物电化学技术。文章介绍了微生物燃料电池的工作原理,系统地总结了微生物燃料电池的技术体系构成要素,从电极构造、产电微生物、质子交换膜、反应器设计等方面阐述了微生物燃料电池研究现状与存在问题。针对微生物燃料电池在未来工程应用要求,指出反应器构型设计、生物电化学技术耦合等为未来研究重点。     

短臂型空气阴极微生物燃料电池产电特性研究

用夹子将质子交换膜和载铂量为0.2 mg/cm2碳纸固定在阳极室的短臂端口构成短臂型空气阴极微生物燃料电池.利用污泥电池从厌氧消化污泥中富集产电菌于石墨棒表面,循环伏安法检测发现这些微生物具有电化学活性.将富集好的石墨棒作为阳极用于短臂型空气阴极微生物燃料电池,以醋酸钠为底物时该电池的最大功率密度为738 mW/m2,内阻为280Ω,开路电压为741 mV.连续向阳极室通氮气和去掉质子交换膜可分别将电池的最大功率密度提高到745 mW/m2和759 mW/m2,当两者同时作用时最大功率密度可达到922 mW/m2,而这3种条件下电池的内阻仍保持在280Ω左右.当底物浓度在12.62~100.96 mg/L、外电阻为510Ω时,电池的最大输出电压和底物浓度之间存在明显的线性关系(R2=0.99).当底物浓度高于100.96 mg/L时,电池的最大输出电压不再增大并保持在302 mV(外电阻为510Ω).然而,电池的库仑效率则随着底物浓度的提高而提高,从31.83%逐渐增大到45.03%.     

水生植物在微生物燃料电池中的应用研究进展

微生物燃料电池在降解污染物的同时能将污染物中的化学能转化为电能。研究微生物燃料电池是对污水处理过程中回收环境友好能源的多学科交叉探索,可以为我国有效解决能源与环境问题提供新的技术途径。水生植物在微生物燃料电池研究中已得到了应用,显示出了良好的污水净化效果和生物产电特性。目前利用水生植物构建的微生物燃料电池,一类是将高等植物根区作为电池的阳极系统,目的是利用根区分泌物解决MFC的燃料问题;另一类是直接将低等水生植物藻类构建生物阴极型微生物燃料电池,其实质是利用藻类光合作用产氧构建好氧型生物阴极微生物燃料电池而还原CO2。文章对水生植物在微生物燃料中的作用机制、调控措施、运行条件、工艺参数等方面的研究现状进行了综合分析,也提出了需要深入研究的方向。     

荷兰将建造100千瓦固体氧化物燃料电池发电厂

荷兰将建造１００千瓦固体氧化物燃料电池发电厂北美主要的环境和电气公司之一，Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ电气公司将为荷兰设计和建造一家用１００千瓦固体氧化物燃料电池的发电厂。燃料电他的额定发电量为１００千瓦，最大可为１５０千瓦。迄今为止的最大固体氧化物燃料...     

芬兰研发出天然气燃料电池系统

芬兰国家技术研究中心日前发布的公报说，该中心研发出独特的燃料电池系统，能够以天然气为燃料并网发电。其独特性在于利用10千瓦级的单个平板式固体氧化物燃料电池堆来生产电能。单个燃料电池功率有限，为增强其实用性，研究人员将若干燃料电池以串联、并联等方式组装成燃料电池堆，     

燃料电池汽车燃料储运方案经济性分析

综合案例研究结果，结合氢气、甲醇在不同储运方式时的成本，从固定设计成本、尾气排放、燃料价格、汽车造价4个方面比较了氢气、甲醇、汽油3种燃料电池汽车的经济性。结果表明：（1）直接氢燃料电池是燃料电池汽车的首选动力；（2）天然气重整制氢是目前氢燃料电池汽车获得燃料优先考虑的方式；（3）高压氢气、液氢是当前燃料电池汽车的首选燃料。     

机动车与环境

机动车是城市最主要的交通工具。目前全世界拥有的机动车数量已经是6亿辆,全世界石油资源消耗的一半是用于交通运输的燃料消耗。全世界的机动车每年抛向大气层的温室气体CO2为40亿t,是人类活动排放总量的20%。由机动车所排放的PM、HC和NOX等污染物对人体健康构成了严重威胁。世界上石油资源的储量有限,氢能机动车尤其是质子交换膜燃料电池汽车是未来最理想的选择。     

微生物燃料电池的研究综述

微生物燃料电池是一种利用微生物的催化作用,将燃料中的化学能转化为电能,同时又可以处理废水的新型技术,具有显著的环境效益和经济效益。本文对微生物燃料电池的基本原理进行了详细的叙述,对一些影响微生物燃料电池在处理污水时发电的基本因素做了较全面的比较,同时也探讨了一些现阶段微生物燃料电池的瓶颈问题。展望了微生物燃料电池(MFCs)这一绿色技术的良好的发展前景。     

燃料电池汽车的环境意义

介绍了燃料电池的结构，特点和燃料电池动力汽车的发展概况；通过比较，阐述了燃料电池汽车的环境意义。     

美国ERC公司展示燃料电池发电装置

燃料电池未来的两大用途是燃料电池汽车和燃料电池发电．美国能源研究公司（ＥＲＣ）迄今已成功地运行１个２５０ｋＷ直接燃料电池发电装置１季度以上．ＡＢＢ公司自动化电力电子部主任Ａｎｄｅｒｓ Ｇ．Ｔｒｏｅｄｓｏｎ认为，这显示了该项技术的活力．ＡＢＢ公司为该装置供应 １个３００ ｋＷ的电力调节系统，将直流电变为交流电．ＥＲＣ总裁兼首席执行官Ｊｅｒｒｕ Ｄ．Ｌｅｉｔｍａｎ说：“这是一个好的开端，是一项成功的合作，自运行以来它己发电超过４００ ０００ ｋＷｈ”．ＥＲＣ公司最近宣布计划更名为燃料电池能源公司．这种 ２…     

天然气驱动居住区燃料电池系统

未来数十年内燃料电池将是能源革命的核心技术之一美国能源部一项示范项目用易于得到的天然气推动一种质子交换膜居住区燃料电池系统开发商是纠约州Albany的Plug动力公司,该公司训划2001年以约7000美元完成一套产生7kW电力的居住区单元,到2005年降为3000美元,公司管理人员...     

天津空港：国内首个金属燃料电池研究中心落户

日前。国内首个金属燃料电池研究中心落户天津空港经济区。该项目将对电动汽车的技术创新提供动力，推动新能源车的普及。该研究中心审查的金属燃料电池以高能量密度的锌、铝、镁等作为燃料，直接将金属中蕴藏的化学能转变成电能。消耗的金属燃料可采用水能、风能、太阳能等可再生能源，或低谷电（高峰过后的用电）集中还原，实现再生循环，真正达到无碳绿色环保和可持续发展。     

阴极电极面积和膜面积对H型MFCs产电能力的影响

以生活污水为底物,碳棒作电极,构建H型瓶式微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs),研究了阴极电极面积和膜面积对电池产电能力的影响.阳极以厌氧污泥作接种体,两室分隔物使用阳离子交换膜(cation exchange membrane,CEM),阳极不使用中介体,阴极使用无催化剂的普通碳电极....     

第一个用煤床甲烷气体发电的燃料电池

根据美国能源部年和煤气研究所合同,第一个用煤床甲烷气体发电的燃料电池将由乔治亚州特兰大公司鉴定。燃料电池中的化学过程直接将燃料转变成电。甲烷采自塔斯卡卢萨市(Tuscaloosa)的亚拉巴马大学校园地     

阳极内添加阳离子交换树脂提升辊压“三合一”膜电极MFC性能

阳极-隔膜-阴极的"三合一"膜电极结构能够最大程度减小阴阳极间距,提高微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)的输出功率.为进一步提高MFC性能,本研究使用非贵金属材料构建了辊压"三合一"膜电极系统,其欧姆内阻降低至3~5Ω.以乙酸钠为底物,MFC的最高功率密度达到446 m W·m-2.向阳极内添加固体小球(如聚苯乙烯球和玻璃微球)可在辊压过程中增加阳极表面和内部的大孔,强化电解液向阴极的传递从而使MFC的功率密度提升10%.添加阳离子交换树脂能够进一步强化阳极内部的质子传递,提高阴极电位,从而将功率密度提升至543 m W·m-2.此外,阳极内添加阳离子交换树脂还可提高电池运行的稳定性和库仑效率.     

城市大气污染物对PEMFC性能的影响

论述了城市空气污染物(即阴极气体杂质)对质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能的影响。提出了燃料电池汽车(FCV)进入商业化应用时即将面临的一个急待研究的课题。文中综述了CO、CO2、硫化物、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、NH3、卤素离子(X-)、酸沉降物以及大气颗粒物等对PEMFC性能的影响,同时对解决阴极气体杂质影响的途径进行了分析。     

双筒型微生物燃料电池产电及污水净化特性的研究

构建了双筒型微生物燃料电池并考察了产电和污水净化特性,在此基础上考察不同阳极填料对微生物燃料电池产电的影响.通过稳态放电法和电流中断法测量得到微生物燃料电池的内阻,以颗粒石墨作为阳极填料的双筒型微生物燃料电池内阻为38.9 Ω,阳极内阻、欧姆内阻和阴极内阻分别为5.1、 14.1和18.7 Ω,最大产电功率密度为6 253　mW/m³,双筒型微生物燃料电池的构型能有效提高单位体积质子膜面积.双筒型微生物燃料电池对COD的去除负荷为1.6 kg/(m³·d),库仑效率约为10%～12%.阳极填料为大颗粒石墨、小颗粒石墨、碳毡和穿孔型碳毡的双筒型微生物燃料电池的内阻分别为47、 39、 28和33 Ω,稳定运行周期分别为20、 18、 11和18 d.从兼顾产电和稳定运行角度出发,穿孔型碳毡和小颗粒石墨更适合用作MFC阳极填料.     

剩余污泥微生物燃料电池产电性能的优化试验研究

通过优化阴极材料,构建新型单室无膜壁式空气阴极微生物燃料电池,开展了污泥浓度、阳极面积、导线材料和NaCl离子浓度等影响因素及其优化试验研究。结果显示:在恒温30℃和外接电阻1 000Ω的条件下,以铜线为导线,污泥浓度为21 000 mg/L,阳极面积为31.4 cm2,Na+浓度为200 mmol/L时,其产电性能最佳,最大电压为597 mV,最大输出功率密度为301 mW/m2,内阻为92.5Ω。此外,还分析了污泥运行过程中的变化。与目前其他以未经过预处理的剩余污泥作为底物的微生物燃料电池相比,该新型单室无膜壁式空气阴极微生物燃料电池功率密度较高,内阻较低。     

高效、清洁、安静的能源——燃料电池

人类利用能源驱动机械,对文明产生巨大的影响。但伴随而来的对环境的破坏,使地球上万物共同面临危机。因此开发高效率而低污染的能源是刻不容缓。近几年来,不断改进的燃料电池发电技术,商业化前景指日可待。尤其是汽车工业对燃料电池的兴趣最大。传统汽车引擎,以燃烧汽油来产生能量,其中80%的能量却以热或磨擦力的方式流失;废气造成的污染,又是困扰人类的一大问题。而燃料电池技术,是利用氢和氧的化学反应,产生电流及水,不但完全无污染,也避免了传统电池充电耗时的问题。燃料电池是由具渗透性的膜构成,在膜的一侧供给氢,另一侧供给氧。氢原…