微藻阴极AOM-MFC原位固碳性能及影响因素研究

作     者：侯彬 张超 孙竹梅 刘嘉欣 包朋飞 李鑫钰 卢静 HOU Bin;ZHANG Chao;SUN Zhumei;LIU Jiaxin;BAO Pengfei;LI Xinyu;LU Jing

作者机构：中北大学环境与安全工程学院山西太原030051 中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2024年第55卷第4期

页      面：1323-1331页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41977141,21806147) 山西省自然科学基金资助项目(202303021221113) 

主　　题：甲烷厌氧氧化 微生物燃料电池 微藻阴极 原位 固碳 

摘      要：针对甲烷厌氧氧化微生物燃料电池(anaerobic oxidation of methane-microbial fuel cells,AOM-MFC)阳极终产物多为二氧化碳(CO_(2))的问题,将微藻阴极引入AOM-MFC进行原位固碳。研究结果表明:当接种量为25%(体积分数)、接种龄为24 h、光照强度为8000 lx、光照周期为12 h并以阳极出水作为反应器的阴极液时,微藻阴极反应器获得最大峰值电压((0.385±0.001)V)和最大生物量微藻质量浓度((576.33±1.53)mg/L);微藻阴极反应器的原位固碳过程由3部分组成,即阳极微生物利用甲烷(CH_(4))产生以CO_(2)为主的代谢物和电子、阴极内微藻捕获并固定CO_(2)产生氧气(O_(2))、产生的O_(2)与质子和外电路传递到阴极的电子结合生成水;微藻阴极反应器具有一定的废水处理能力,并且能够将CH4中蕴含的化学能转化为电能和生物质能,有助于实现CH_(4)高效转化过程中“零碳排放。