[01791890]基于碳纳米管的新型高效微生物燃料电池及其污水净化与产电特性

本课题来源为国家高技术研究发展计划（以下简称 863 计划）,属于资源环境技术领域的环境污染治理新技术。微生物燃料电池是一种以微生物为阳极催化剂、将化学能直接转化成电能的装置,也是利用微生物处理废水的设备。微生物燃料电池能充分利用生产和生活污水中的有机物,将有机废物中的化学能转变为电能,使原本需要额外投入成本处理掉的有机物被资源化利用。同时,利用微生物燃料电池能提高有机废水的处理效率,减少活性污泥的产生量。利用纳米科技,开发新型微生物燃料电池以减少环境污染,有重要的社会意义和经济意义。 本项目主要在新型电池电极材料、微生物细菌培养驯化、微生物燃料电池构造、新型微生物燃料电池测试系统的硬件和软件开发,新型微生物燃料电池发电技术和废水处理效力等方面进行了深入和研究。课题设计了结构独特的双室型微生物燃料电池,减少了电池内阻,电池系统运行测试中测得电池的内阻约为200欧,这种内阻小的电池构型可以极大地提高微生物燃料电池的功率输出。基于微生物燃料电池系统的特点和特殊要求,开发出了微生物燃料电池测试仪等仪器,这些测试仪器的硬件主要包括数据采集卡,数据处理芯片和电源;微生物电池测试仪器的电压范围为±10V,电流范围为±250mA。仪器的数据采集速率为10 KHz。仪器通过USB接口与PC连接并通信;该仪器适合于微生物燃料电池系统的测试和评估。利用微生物燃料电池可以实现对苯胺的降解,苯胺的降解率达到70%以上,当以单一500mg/L苯胺为燃料时,最大输出电压为280mV,最大输出功率密度为87mW/m2,这为难降解的苯胺类有机物的处理提供了一条新的思路。