基于層層自組裝技術的微生物燃料電池電極材料的研究.pdf

1、微生物燃料電池是一類通過微生物的代謝活動將底物（生物質）中蘊藏的化學能轉化成電能的裝置，通常其底物為生活污水或江河沉積淤泥，其在降解污水中有機物的同時產生了電能。如今能源和環(huán)境問題己成為全球廣泛關注和亟待解決的問題，微生物燃料電池構造簡單、成本低廉、使用廣泛，正越來越多地引起全球科學家，特別是環(huán)境和能源領域專家的關注；但是它的輸出功率相對風能、潮汐能、太陽能等清潔能源還是很低，如何提高其輸出效率成為研究微生物燃料電池的首要問題。

2、　　 影響微生物燃料電池輸出效率的因素主要有：微生物的種類和生物活性、裝置的構造、底物和電解質、運行環(huán)境（如溫度、pH）等。這個系統(tǒng)通常是在常溫常壓下，處理的往往是生活污水，菌種或者茵群都是特定的，我們多數通過改進裝置的構造來提升電池的輸出效率。從陽極入手是個很好的選擇，因為細菌直接或間接地與陽極相互作用并發(fā)生電子轉移。陽極材料及其表面結構直接影響了細菌的吸附或接觸的水平、底物的氧化情況、電子轉移的效率等，從而影響了微生物燃料電池的輸

3、出功率。
　　 本文利用層層自組裝技術及電化學聚合等技術，對陽極進行修飾，尋求提高電池效率的有效途徑。主要研究內容有：
　　 1．對shewanella loihica生長特性進行研究，繪制生長曲線，并根據生長曲線來擬定細菌馴化培養(yǎng)時間及微生物燃料電池的工作時間；研究了鐵氧化物對該希瓦氏菌產電特性的影響，由于希瓦氏菌對不同鐵氧化物的還原能力不同，電池在加入不同鐵氧化物納米粒子后呈現不同的輸出特性。
　　 2．利用

4、層層自組裝技術，在ITO電極表面修飾聚電解質PAH（聚烯丙基胺的鹽酸鹽）/PSS（聚苯乙烯磺酸鈉鹽）中空纖維，增大了電極的比表面積。修飾后的電極因導電性受限，并不能明顯改善電池的輸出效率。同時，研究了用含有Fe2O3納米粒子的PAH/Fe2O3中空纖維修飾的ITO電極作為微生物燃料電池的陽極時電池的輸出效率。比對實驗表明Fe2O3能夠有效地促進希瓦氏菌電子傳遞效率.
　　 3．基于層層自組裝技術，在ITO電極表面修飾了PAH/C