氢燃料电池重型车全生命周期节能减排效果评估

对比分析5种常用制氢途径的全生命周期能耗、温室气体与大气污染物排放量,并以此为基础,结合当前氢气供给结构与能源结构,核算中国氢燃料电池重型车(HHDV)全生命周期能耗、温室气体及大气污染物排放量,与柴油重型车(DHDV)进行对比,分析推广HHDV对节能减排的作用和效果。结果显示,电网电电解水制氢的能耗和温室气体排放均为最高;可再生能源电电解水制氢的CO₂及CH₄排放最低,甲烷催化重整制氢能耗及N₂O排放最低;HHDV全生命周期能耗和温室气体排放分别为20.4 MJ/km、1 492.7 g/km,分别比DHDV高20.0%和41.5%,表明在当前氢气供给和能源结构条件下HHDV无法实现节能减碳效果;HHDV和DHDV的大气污染物排放各有优劣,与污染物的种类有关。     

喹啉为MFC阳极燃料的微生物群落结构演化分析

通过构建填料型微生物燃料电池(MFC),首次对以喹啉为燃料时的MFC阳极表面的微生物群落进行了分析.PCR-DGGE的试验结果表明,随着燃料的改变,微生物群落也发生改变.当以喹啉和葡萄糖的混合溶液稳定地作为燃料时,由于受到喹啉毒性的抑制,微生物多样性降低,优势菌也发生明显的改变.与葡萄糖共基质相比,以单一喹啉为燃料时的阳极微生物优势菌落发生明显改变.新增加一类菌,这类菌与Pseudomonas sp. DIC5RS 的同源性为100%,推测该菌在单一喹啉为MFC燃料时喹啉的降解过程中起到关键作用.     

反硝化微生物燃料电池的基础研究

在启动双室型反硝化微生物燃料电池的基础上,研究了阴极溶解氧及外电阻对其产电性能和污染物去除效果的影响.结果表明,以乙酸钠为阳极电子供体,硝酸钠为阴极电子受体,在25℃的环境温度下,采用先间歇后连续培养的方式,42d内成功启动了反硝化微生物燃料电池.在阴极进水含氧的情况下,氧和硝酸盐可共同用作阴极电子受体.在较小电流密度区域内,氧是阴极的主要电子受体,相应的最大功率密度为26.0W/m3NC;电流密度增加到一定程度后,硝酸盐逐步变为阴极的主要电子受体,相应的最大功率密度为20.9W/m3NC.外阻变化对COD去除及反硝化程度影响较小,阳极COD去除负荷维持在1.2kg/(m3NC·d)左右,出水NO-2-N保持在0.05mg/L以下;但外阻减小有利于提高阴极脱氮效果,外阻为5 Ω时NO-3-N去除负荷达0.111kg/(m3NC·d).     

污泥为燃料的微生物燃料电池运行特性研究

实验采用单室无膜悬浮阴极微生物燃料电池(MFC),考察了运行特性对污泥为燃料的MFC(SMFC)的影响.研究表明,相对于未搅拌情况,搅拌时SMFC最大输出功率由45.94mW/m2分别增加到124.03mW/m2(1300r/min)和136.5mW/m2(2600 r/min),主要是由于搅拌有利于改善SMFC内物质的传递. 温度对SMFC的产电特性影响较明显,但在一定区间内(如20~25℃;30~40℃;45~50℃)变化不明显,说明产电微生物有一定的温度适应范围,这也可能是在不同温度下产电微生物不同导致.相对于采用未经处理的剩余污泥为燃料,微波处理后的污泥和微波处理过滤后的上清液做燃料时SMFC输出功率迅速增加,这主要是由于污泥中的微生物竞争作用引起.阴极面积的增加有利于降低阴极电势,降低SMFC内阻,从而促进功率密度的增加.     

人工湿地-微生物燃料电池耦合系统的研究进展及展望

人工湿地（CW）与微生物燃料电池（MFC）的耦合系统是一种新型的生物电化学系统。该系统可以在生物产电的同时进行废水处理。结合近年来对人工湿地-微生物燃料电池耦合系统（CW-MFC）的系统产电和污染物降解性能的研究,综述了CW-MFC系统的最新研究进展,主要从系统结构（湿地植物、微生物、电极材料、基质材料）和影响系统运行因素（水力停留时间、溶解氧、有机负荷及废水成分、氧化还原电位）2个方面概述。最后总结了CW-MFC面临的挑战及今后的发展方向,并展望了该系统的研究潜力。     

厌氧流化床单室无膜微生物燃料电池性能研究

在内径40 mm、高600 mm的液固厌氧流化床空气阴极单室无膜微生物燃料电池(MFC)中,分别以污水和椰壳活性炭为液相和固相,采用间歇运行方式,考察了接种厌氧污泥条件下流化状态和流化床反应器阴极位置对电池产电性能的影响.实验结果表明,活性炭床层处于流化状态下,电池最大输出功率随污水流速增加逐渐增加至450 mW·m-2,但流速进一步增加则最大输出电功率则逐步减小;而电池欧姆内阻随污水流速增加先减小后增加.另外,实验考察了阴极位置对电池产电性能的影响.结果表明,高于分布板300 mm处的阴极有较好的产电性能.     

谁惹火了你——电动车

电动车作为一种节能环保、出行便捷、使用成本相对较低的中短距离交通工具,在人们生活中越来越普及。据统计,2010年底,中国电动自行车已经达到1.2亿辆,并以每年30%的速度增长。但是随之带来的问题日益增多,安全问题尤为突出。近年来,电动车自燃的事故频频走火网络,由此引发的爆炸火灾事故也是层出不穷。我们不禁要问,是谁惹火了你,电动车?2013年12月5日,山东省潍坊市一辆正在充电的电动车自燃,引起民房大火;     

微生物脱盐燃料电池性能优化及水处理应用的研究进展

本文在详细介绍了微生物脱盐燃料电池原理的基础上,结合国内外研究对MDC在膜间距离、膜污染和膜结垢、基质、pH以及阴极电子受体等方面的性能优化研究进行了综述,并对MDC在海水淡化、废水脱氮、处理重金属废水及其它废水处理的应用进行了总结,最后对微生物脱盐燃料电池的发展趋势进行了展望.