聚苯胺改性陽極海底微生物燃料電池及電池性能分析.pdf

1、海底微生物燃料電池（Benthonic microbial fuel cell，BMFC）利用海底沉積泥中的微生物降解有機(jī)物來獲得電能，具有底物豐富，長期運(yùn)行，維護(hù)成本低，環(huán)境友好等特點(diǎn)，具有很好的研究價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。目前，海底微生物燃料電池不能得到廣泛地實(shí)際應(yīng)用，主要是由于其低的功率密度輸出和長期運(yùn)行的不穩(wěn)定性，其中陽極是限制其功率密度輸出的主要因素之一。
　　在本論文研究中，比較了不同陽極材料和預(yù)處理方法以及陰陽極面積比

2、分別對BMFC性能的影響。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，選用碳?xì)肿鳛殛枠O材料，電池性能最穩(wěn)定；陰陽極電極最佳面積比為1：1；1 mol/L氨水浸泡處理碳?xì)株枠O時(shí)，BMFC最大開路電壓值最高，為0.76 V。
　　為了提高陽極的性能，本論文探究了恒電位合成聚苯胺修飾陽極不同后處理對電池性能影響；不同電化學(xué)合成法制備聚苯胺修飾陽極對電池性能影響；聚苯胺分別與鐵化合物、錳化合物的復(fù)合物修飾陽極對BMFC性能的影響。研究結(jié)果表明，氨水后處理PANI修飾

3、的陽極提高電池性能的效果最好，最大輸出功率達(dá)5.58 mW/m2；脈沖電位法合成聚苯胺修飾陽極的電池輸出功率密度最大，為9.93 mW/m2；聚苯胺與鐵化合物的復(fù)合物修飾陽極能夠更好的提高電池性能，最大輸出功率密度達(dá)17.51 mW/m2，是空白對照組的8.11倍。
　　由于泡沫鎳具有耐堿性以及好的電催化活性，因此本論文利用泡沫鎳作為陽極材料，探究了PANI以及PANI-Mn修飾泡沫鎳陽極在BMFC中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PANI