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.     

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.     

产电微生物反应系统内电阻的快速测定

内阻是表征反应器内部状态的重要参数.传统的极化曲线法存在耗时长、对系统日常运行干扰严重等问题.本研究尝试通过减小可变外阻的调节范围,使系统内阻的测定可以在非常接近于系统日常运行状态的有限外阻变化范围内完成,在实现内阻快速测定的同时,有效控制了测定过程对系统运行状态的干扰.在外阻调节步长为10Ω,电压稳定时间1 min条件下,单次测定用时缩短到10 min,测定前后系统电流的变化1.5%.不同稳定时间对内阻测定结果的影响不大.减小外阻调节步长虽然有助于降低测量过程对系统运行的干扰,但在相同万用表精度下,测量误差有增大的趋势.本研究所提出的方法能够比较实时地反映系统内阻的变化情况.     

MFC 利用植物秸秆产电特性研究

探讨了不同浓度葡萄糖和秸秆水解产物共基质溶液对电能的输出影响,并检测了产电微生物的种类。随着阳极底物质量浓度（50,500,1000,1500,2000,2500 mg／L ）的升高,电池的最大开路电压依次为725,1286,1273,1318,1165,1280 mV。当质量浓度为1500 mg／L时,电池产电性能最高,其最大输出功率密度为363．38 mW／m2,内阻为191．68Ω,COD去除效率为82．8％,库伦效率为18．83％。利用16SrDNA技术分析了微生物燃料电池的菌群结构,结果显示,阳极主要产电微生物为铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌。     

双室和单室微生物燃料电池的研究及比较

微生物燃料电池(MFC)可分为双室和单室燃料电池.简述了双室和单室MFC的工作机制,综述了双室MFC中阳极(材料)、阴极(材料)、分割材料和单室MFC中"二合一"、"三合一"型以及无膜型电池的特点,比较并分析了双室和单室MFC在构型上的优缺点,以及两者在内阻、功率密度和库仑效率等方面产生差异的原因,展望了MFC的发展前景.     

“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.     

一项涉及智能电网的技术发明

高工李庆兰发明了一项技术“蓄电池内阻新测量方法与自动巡检蓄电池内阻测量仪”，这种测量仪利用脉动直流法测量蓄电池内阻的方法，是一项创新。其在国内外同类产品中处于领先地位，其测量精度达到国际先进水平，在线测量的重复精度优于国内外同类产品，是目前唯一能稳定在线测量民用用户中最大为4000AH蓄电池内阻的技术。     

高中生视阈下《测量电池的电动势和内阻》实验研究

对高中《测量电池的电动势和内阻》的实验从实验原理、实验设计、误差分析几个角度进行了分析研究。     

用技术设计方法测定水果电池的电动势和内阻

作为兴趣实验活动内容,让有兴趣的高二年级部分学生在课外活动时,运用通用技术课程所学的技术设计方法,设计、制作、评价水果电池并测试它的电动势和内阻,在推动物理实验教学创新的同时,加深学生对技术思想和方法的深刻理解、领悟和内化,提高学生的动脑动手实践能力,从而在一定程度上提升其技术素养。活动过程为:发现和明确问题、研究提出方案和流程、制作水果电池原型、测试水果电池的性能、总结评价水果电池及填写实验报告单。     

混菌接种条件下微生物燃料电池芯片的产电特性研究

微生物燃料电池(MFC)芯片因具有体积小、运行条件温和、产电稳定等优点而有可能成为一种新型的野外水环境监测系统中传感器供能方式.但目前采用纯菌种及贵重金属阳极构建的MFC芯片,不仅成本较高且纯菌种在复杂环境条件下不易存活和保持稳定.因此,本文通过采用混合菌群接种,以活性炭为阳极,构建了阳极体积为50μL的MFC芯片,发现其稳定运行最大输出电流为3.5μA,平均运行周期为8.0 h,最大输出功率约为160 nW,最大功率密度为10.2 mW·m-2.EIS分析结果表明,MFC芯片的总内阻约为35.6 kΩ,其中,阴阳极内阻占主要部分.本研究制备的MFC芯片产电性能达到了同类采用纯菌株及Au作阳极的MFC芯片的性能,表明采用低成本材料为阳极,接种混合菌液的MFC芯片是完全可行的.