导　　师： 张太平; 李跃林

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)是一种新型燃料电池技术,它可以利用有机物作为碳源,将有机物中的化学能转化为电能。本研究中微生物燃料电池以受污染河涌底泥作为基质,改性碳毡为阳极,通过对普通的微生物燃料电池系统中串联太阳能电池板,构建了一种“太阳能电池-微生物燃料电池”(Solar cell-Microbial fuel cell,SC-MFC)新系统。在太阳能电池的协同作用下,微生物燃料电池的产电性能、对底泥污染物的去除效果以及阳极表面微生物群落均发生了较大变化。通过两个周期的运行,得到如下结论:(1)在微生物燃料电池启动的36h内,外加太阳能电池板可以提高系统启动的初始电压,但随着启动的进行,电压会逐渐下降,并且下降幅度随着外加太阳能电池额定电压的增大而增大。通过脂磷法测定系统启动阶段阳极表面的生物量,外接1V太阳能电池板系统在启动初期36h内,生物量总体上高于对照组,说明外加1V太阳能电池可以促进阳极表面微生物的生长繁殖,促进生物膜的形成,有利于MFC系统的启动。但是外加2V太阳能电池的系统在启动初期的36h内,启动缓慢,并且生物量均低于对照组,说明高电场会抑制微生物生长,降低生物量,不利于系统的启动。(2)外加太阳能电池板相当于在原MFC系统中加入一个定向电场,会提高阳极室内电子的定向迁移能力,从而改善系统的产电性能。第一周期中(串联不同额定电压的太阳能电池板),SC-MFC的输出功率密度随着外加太阳能电池板额定电压的增大而迅速增加,其中外接5V太阳能电池板系统的输出功率密度达到86.27 mW·m-2,远大于普通的MFC系统(2.53 mW·m-2),同时外加太阳能电池板会增加系统的整体内阻。第二周期中(太阳能电池板不同的光照时间),在外加相同额定电压(1V)的太阳能电池板条件下,不同的光照时间对于系统的输出电压以及功率�

关 键 词： 太阳能电池 微生物燃料电池 产电性能 底泥修复 微生物群落

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