文摘为研究生物阴极在MFC(微生物燃料电池)中的应用,分别以粒径为2~4 mm的颗粒活性炭和粒径为2~4、4~8、8~12mm的颗粒石墨为阴极基质材料,构建升流复合生物阴极型单室MFC,研究阴极基质材料的种类和粒径对MFC的产电性能和净水效能的影响.结果表明:当阳极基质材料为2~4 mm粒径的颗粒活性炭时,燃料电池中利用玻璃纤维取代离子交换膜,阴极基质材料为选用4~8 mm粒径颗粒石墨的反应柱产电量最大,为534 m V(外电阻为1 000Ω),最大功率密度达到631.6 m W/m^3,库伦效率为3.82%;阴极的p H越低越有利于阴极的产电反应;不同阴极基质材料的MFC对CODCr去除率均在80%左右,TN、NH_4^+-N及TP的去除率最高可分别达到79%、93%和34%.研究显示,阴极基质材料的种类和粒径对MFC的产电性影响较大,但对其净水效能的影响不大.
文摘实验以碳刷、活性炭、石墨、碳毡为阳极材料,采用双室生物阴极型MFC对乙酸钠废水进行处理,对比了4种材料对MFC的启动、产电性能、内阻和水质处理效果的影响。结果表明,当底物浓度为1 000 mg/L,外电阻为500Ω时,以活性炭为阳极的MFC启动最快,在稳定阶段的产电性能和水质处理效果在4个MFC中均是最好的,其最大功率密度为324.2 m W/m2,COD去除率达到90%以上。在长期运行后,以活性炭、石墨、碳毡为阳极的MFC产电能力和水质处理效果均出现下降趋势,只有以碳刷为阳极的MFC能够保持较稳定的产电能力和水质处理效果。
