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微生物燃料電池的性能參數(shù)

作者:訪客發(fā)布時(shí)間:2021-07-07分類(lèi):催化劑及助劑瀏覽:81


導(dǎo)讀:使用微生物燃料電池產(chǎn)生的功率大小依賴(lài)于生物和電化學(xué)這兩方面的過(guò)程。在平均陽(yáng)極表面的功率和平均MFC反應(yīng)器容積單位的功率之間,存在著明顯的差異。表2提供了目前為止報(bào)道過(guò)的與MFCs...

使用微生物燃料電池產(chǎn)生的功率大小依賴(lài)于生物和電化學(xué)這兩方面的過(guò)程。 在平均陽(yáng)極表面的功率和平均MFC反應(yīng)器容積單位的功率之間,存在著明顯的差異。表2提供了目前為止報(bào)道過(guò)的與MFCs相關(guān)的最重要的的結(jié)果。大部分的研究結(jié)果都以電極表面的mA/m以及mW/m2兩種形式表示功率輸出的值,是根據(jù)傳統(tǒng)的催化燃料電池的描述格式衍生而來(lái)的。其中后一種格式對(duì)于描述化學(xué)燃料電池而言可能已經(jīng)是充分的,但是MFCs與化學(xué)燃料電池具有本質(zhì)上的差異,因?yàn)樗褂玫拇呋瘎?xì)菌)具有特殊的條件要求,并且占據(jù)了反應(yīng)器中特定的體積,因此減少了其中的自由空間和孔隙的大小。每一個(gè)研究都參照了以下參數(shù)的特定的組合:包括反應(yīng)器容積、質(zhì)子交換膜、電解液、有機(jī)負(fù)荷速率以及陽(yáng)極表面。但僅從這一點(diǎn)出發(fā)要對(duì)這些數(shù)據(jù)作出橫向比較很困難。從技術(shù)的角度來(lái)看,以陽(yáng)極倉(cāng)內(nèi)容積(液體)所產(chǎn)生的瓦特/立方米(Watts/m3)為單位的形式,作為反應(yīng)器的性能比較的一個(gè)基準(zhǔn)還是有幫助的。這一單位使我們能夠橫向比較所有測(cè)試過(guò)的反應(yīng)器,而且不僅僅局限于已有的研究,還可以拓展到其它已知的生物轉(zhuǎn)化技術(shù)。
此外,在反應(yīng)器的庫(kù)侖效率和能量效率之間也存在著顯著的差異。庫(kù)侖效率是基于底物實(shí)際傳遞的電子的總量與理論上底物應(yīng)該傳遞的電子的總量之間的比值來(lái)計(jì)算。能量效率也是電子傳遞的能量的提示,并結(jié)合考慮了電壓和電流。如表2中所見(jiàn),MFC中的電流和功率之間的關(guān)系并非總是明確的。需要強(qiáng)調(diào)的是在特定電勢(shì)的條件下電子的傳遞速率,以及操作參數(shù),譬如電阻的調(diào)整。如果綜合考慮這些參數(shù)的問(wèn)題的話,必須要確定是最大庫(kù)侖效率(如對(duì)于廢水處理)還是最大能量效率(如對(duì)于小型電池)才是最終目標(biāo)。目前觀測(cè)到的電極表面功率輸出從mW/m2~w/m2都有分布。
美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)環(huán)境工程系教授Bruce Logan的研究組正在嘗試開(kāi)發(fā)微生物燃料電池,可以把未經(jīng)處理的污水轉(zhuǎn)變成干凈的水,同時(shí)發(fā)電。無(wú)論對(duì)發(fā)展中國(guó)家還是發(fā)達(dá)國(guó)家,這項(xiàng)“一舉兩得”的技術(shù)都相當(dāng)誘人。更誘人的是,據(jù)美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)(NSF)網(wǎng)站消息,該項(xiàng)技術(shù)未來(lái)還可能實(shí)現(xiàn)海水淡化,成為“一舉三得”的技術(shù)。

微生物燃料電池的性能參數(shù)

標(biāo)簽:性能參數(shù)微生物燃料


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