王健
,
宰学荣
,
刘建敏
,
柴方刚
,
庄晓培
,
付玉彬
材料开发与应用
以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为掺杂剂,氯化高铁为氧化剂,采用化学氧化法制备了聚吡咯/多壁碳纳米管(PPy/MWCNTs)复合材料,并以该复合材料制备海底微生物燃料电池的阳极,并测试了改性阳极及电池的电化学性能.研究表明,聚吡咯紧密包裹在MWCNTs表面,改性阳极最大交换电流密度0.66 mA/cm2,是未改性的3.6倍.改性电池的最大功率密度为408.8 mW/m2,是未改性电池的5倍多.改性电极的电容是赝电容和双电层电容协同作用的结果,显著提高了电子传递效率和抗极化性能.提出了一种阳极/生物膜界面电子传递的新机理.
关键词:
海底微生物燃料电池
,
聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料
,
改性阳极
,
电化学性能
,
功率密度
苏佳
,
付玉彬
,
宰学荣
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2011.04.007
为了提高海底微生物燃料电池(BMFC)的功率,尝试利用邻苯二酚紫(PCV)修饰电池阳极,分析研究其电化学性能.结果表明,改性阳极表面的接触角由129.1°减小到了63.3°,亲水性增加.表面附着可培养异氧细菌数由6.8×105/cm2增加到1.6×106/cm2,数量提高1倍.改性阳极具有很好的抗极化性能,交换电流密度(i0)由1.337×10-3 A/m2提高到2.999 × 10 A/m2,动力学活性显著提高.电池最大功率密度(Pm)由28.5 mW/m2提高到55.1 mW/m2.同时,PCV具有生物活性,从理论上分析了PCV的生物催化性能,具有一定的探索意义.
关键词:
海底微生物燃料电池
,
阳极改性
,
邻苯二酚紫
,
电化学性能
刘建敏
,
卢志凯
,
宰学荣
,
付玉彬
材料开发与应用
环境温度对海泥发电(海底微生物燃料电池)具有重要影响.本文进行了4℃环境与常规室温环境(25℃)电池性能对比试验,结果表明:4℃环境下电池阳极启动时间明显慢于室温(25℃),阴极启动几乎无影响.4℃条件电池内阻(l005 Ω)高于室温条件(703 Ω),室温电池最大输出功率密度比4℃环境升高10mW/m2,电流密度增加46.6 mA/m2.低温环境(4℃)可导致微生物活性降低,物质扩散速度变慢,进而导致其电池性能低于室温环境.此实验对实海环境下海底微生物燃料电池设计提供了指导,具有实际意义.
关键词:
海底微生物燃料电池
,
温度影响
,
电池内阻
,
功率密度
赵仲凯
,
付玉彬
,
宰学荣
,
徐谦
,
李魁忠
,
刘佳
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2011.04.008
制备了一种樟脑磺酸掺杂聚苯胺(PANI-(D-CSA))新型复合阳极,研究了其最佳配比,并在海底微生物燃料电池(BMFC)中测定其电化学性能.采用XRD衍射、热失重对聚苯胺阳极材料进行了表征.结构分析表明,PANI-(D-CSA)为部分结晶,热稳定性较好.性能测试表明,PANI-(D-CSA)质量分数为50%时复合阳极具有最小的内阻,最低的阳极极化曲线斜率,同时电池的输出功率密度显著提高,最大输出功率密度达到233.9 mW/m2,是BMFC-石墨阳极的3.7倍.这种新型复合阳极有望应用在BMFC中以得到较高的输出功率密度.
关键词:
樟脑磺酸掺杂聚苯胺
,
复合阳极
,
电化学性能
,
海底微生物燃料电池
李魁忠
,
付玉彬
,
徐谦
,
赵仲凯
,
刘佳
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2011.03.013
阳极是限制海底微生物燃料电池输出功率的关键因素,通过改性阳极,可望提高微生物燃料电池性能.本文利用MnSO4氧化还原介体修饰石墨阳极,研究了MnSO4含量对阳极和电池产电性能的影响.结果表明,锰离子可有效加速电子转移,当阳极MnSO4的含量为4%时,阳极性能最好,电池内阻最小,最大输出功率密度为51.64mW/m2,是普通石墨电极的3倍.
关键词:
海底微生物燃料电池
,
阳极改性
,
锰盐氧化还原介体
,
电池产电性能
