阳极材料对6L微生物燃料电池性能及有机废水处理效果的影响

作     者：丁为俊 于立亮 陈杰 成少安 DING Wei-jun;YU Li-liang;CHEN Jie;CHENG Shao-an

作者机构：浙江大学能源工程学系杭州310027 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2017年第38卷第5期

页      面：1911-1917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）] 080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51278448 51478414) 国家重点研发计划项目(2016YFB0600505) 

主　　题：微生物燃料电池 阳极材料 启动 产电功率 水处理 产电效益 

摘      要：阳极材料是影响微生物燃料电池实用化的关键因素之一.本文以碳刷、碳布或石墨毡阳极和泡沫镍空气阴极制成紧凑式6 L单室双空气阴极微生物燃料电池(MFC),研究不同阳极材料对电池启动过程和运行以乙酸钠为基质的人工废水和实际屠宰废水的产电性能和废水处理效果的影响,比较了单位阳极成本的产电效益.结果表明:阳极材料对紧凑式MFC的启动过程没有明显影响;在产电性能方面,碳刷阳极MFC在人工废水和屠宰废水中的输出功率密度最高,分别为(56.3±1.8)W·m^(-3)和(19.5±0.8)W·m^(-3),其次为碳布阳极MFC,分别为(46.0±1.7)W·m^(-3)和(16.9±0.6)W·m^(-3),最差的是石墨毡阳极MFC,分别为(40.8±1.5)W·m^(-3)和(11.9±0.5)W·m^(-3);在废水处理效果方面,不同阳极MFC在运行人工废水或屠宰废水时COD去除率没有明显差别,均在90%左右.碳刷阳极MFC所产生的经济效益最高,在运行乙酸钠和屠宰废水时分别为(3.44±0.08)m W·元-1和(0.97±0.05)m W·元-1,分别比碳布MFC和石墨毡MFC高18.6%、12.8%和38.7%、80%.本研究结果说明碳刷是微生物燃料电池实用化过程中最合适的阳极材料.