研究报告
刘睿,王晓慧,海热提,向龙,付进南,李媛.活性炭优化生物阴极提升微生物燃料电池产电性能[J].环境科学学报,2015,35(7):2059-2063
活性炭优化生物阴极提升微生物燃料电池产电性能
- Using activated carbon optimized biocathode to improve performance of microbial fuel cells
- 基金项目：国家国际科技合作专项(No.2013DFR60250);国家自然科学基金(No.51408020);环境模拟与污染控制国家联合重点实验室专项经费(No.13K06ESPCT)
- 作者
- 单位
- 刘睿
- 北京化工大学, 北京市水处理环保材料工程技术研究中心, 北京 100029
- 王晓慧
- 北京化工大学, 北京市水处理环保材料工程技术研究中心, 北京 100029
- 海热提
- 北京化工大学, 北京市水处理环保材料工程技术研究中心, 北京 100029
- 向龙
- 北京化工大学, 北京市水处理环保材料工程技术研究中心, 北京 100029
- 付进南
- 北京化工大学, 北京市水处理环保材料工程技术研究中心, 北京 100029
- 李媛
- 北京化工大学, 北京市水处理环保材料工程技术研究中心, 北京 100029
- 摘要：对双室好氧生物阴极微生物燃料电池的阴极电极材料进行了优化.使用碳纤维刷阴极启动,进入稳定期后向反应器阴极室投加活性炭颗粒(T2)和活性炭粉末(T3),以提升微生物燃料电池的产电性能.实验结果表明,向阴极投加活性炭可以迅速提高微生物燃料电池的输出电压.投加活性炭颗粒后,T2的开路电压和最大功率密度分别提高了42%和237%;投加活性炭粉末后,T3的开路电压和最大功率密度分别提高了12%和42%.优化后的微生物燃料电池对COD的去除率分别是91.5%、90.3%,库仑效率分别提高了54.4%和17.9%.投加活性炭颗粒效果更好,可以显著提高微生物燃料电池产电性能,同时提高微生物燃料电池的COD去除率和库仑效率.
- Abstract：In order to improve performance of microbial fuel cells (MFC), electrode material in biocathode of double-chamber MFCs were optimized in this study. After start-up with carbon fiber brush, activated carbon granule (MFC reactor type T2) and activated carbon powder (MFC reactor type T3) were added into cathode-chambers to improve power generation. The results showed that output voltages increased rapidly after adding activated carbon. When T2 and T3 generated current stably, open circuit voltage (OCV) and max power density of T2 increased by 42% and 237%, and T3 increased by 12% and 42%, respectively. COD removal efficiencies of the two MFCs were 91.5% and 90.3%, and coulombic efficiencies increased by 54.4% and 17.9%, respectively. All the results indicated that the T2 (activated carbon granule optimized MFC) showed better power generation, and higher COD removal rate and coulombic efficiency.
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