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单室空气阴极微生物燃料电池电化学特性及阳极产电菌研究
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作者 孙冬苟 夏举飞 +4 位作者 王廷旺 喻银凤 黄菊 孔德蓉 宁平 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第10期120-130,共11页
微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)是一种将水中有机物代谢过程中释放的化学能直接转化为电能,并在实现废水净化的同时产出可利用能源的新技术。然而,MFC仍面临功率密度低、阳极材料昂贵、微生物电活性差等技术瓶颈,因此,深入挖... 微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)是一种将水中有机物代谢过程中释放的化学能直接转化为电能,并在实现废水净化的同时产出可利用能源的新技术。然而,MFC仍面临功率密度低、阳极材料昂贵、微生物电活性差等技术瓶颈,因此,深入挖掘并筛选具备高效产电能力的阳极微生物,成为提升MFC性能的关键策略之一。构建了一种单室空气阴极MFC,具有启动迅速、运行稳定及电压输出重复性良好的特性。其最大输出电压为0.415 V,最大输出功率密度为990.17 mW/m^(3)。此外,在以5 mmol/L葡萄糖溶液作为底物时,化学需氧量(COD)的去除率高达93.6%。系统启动稳定后,通过阳极室生物膜的分离培养共获得5株优势产电菌。其中,微嗜酸寡养单胞菌(Pseudomonas sp.)为主要优势菌种,占总分离菌株的42.8%,其余4种次优势产电菌分别为维罗纳假单胞杆菌(Pseudomonas veronii)、变形假单胞菌(Pseudomonas plecoglossicida)、台湾假单胞菌(Pseudomonas taiwanensis)和小麦臭杆菌(Ochrobactrum tritici),各占14.3%。这5株产电菌均隶属于变形菌门(Proteobacteria),在以葡萄糖为唯一电子供体的条件下展现出电活性。本研究在揭示微生物燃料电池产电性能的同时,为后续电活性菌群构建与MFC系统优化提供了理论支撑和试验依据。 展开更多
关键词 微生物燃料电池 空气阴极 输出电压 功率密度 产电细菌
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