检索结果-南通市图书馆

应用硅和非硅MEMS技术的微型直接甲醇燃料电池(英文)

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光学精密工程 2009年第6期17卷 1218-1222页

作者：汤小川张宇峰苑振宇王喜莲刘晓为哈尔滨工业大学MEMS中心黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

分别以硅和不锈钢材料为极板研制了两种结构简单、体积小、比能量密度高的微型直接甲醇燃料电池,并介绍了该电池的工作原理和结构。利用光刻、溅射和腐蚀等MEMS技术完成了硅基微型直接甲醇燃料电池的制作,实验测试表明,在室温条件下,使... 详细信息

分别以硅和不锈钢材料为极板研制了两种结构简单、体积小、比能量密度高的微型直接甲醇燃料电池,并介绍了该电池的工作原理和结构。利用光刻、溅射和腐蚀等MEMS技术完成了硅基微型直接甲醇燃料电池的制作,实验测试表明,在室温条件下,使用1.5 mol/L甲醇溶液供液时其开路输出电压为520mV,最大输出功率密度达到5.9mW/cm2;利用非硅微加工技术完成的不锈钢微型直接甲醇燃料电池,在室温下用2mol/L甲醇溶液供液时开路输出电压为650mV,最大输出功率密度达到15.8mW/cm2。

关键词：甲醇燃料电池硅基技术非硅微加工微机电系统最大功率密度

阴极电极面积和膜面积对H型MFCs产电能力的影响

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环境科学 2011年第6期32卷 1837-1842页

作者：刘百仓姚雪周先敏邬晓超四川大学建筑与环境学院成都610065 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065 西南交大土木工程设计有限公司成都610031 成都科雅污水处理有限公司成都610207

以生活污水为底物,碳棒作电极,构建H型瓶式微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs),研究了阴极电极面积和膜面积对电池产电能力的影响.阳极以厌氧污泥作接种体,两室分隔物使用阳离子交换膜(cation exchange membrane,CEM),阳极不使... 详细信息

以生活污水为底物,碳棒作电极,构建H型瓶式微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs),研究了阴极电极面积和膜面积对电池产电能力的影响.阳极以厌氧污泥作接种体,两室分隔物使用阳离子交换膜(cation exchange membrane,CEM),阳极不使用中介体,阴极使用无催化剂的普通碳电极.采用几种不同的阴极面积和阳离子交换膜面积,以最大功率密度和内阻等作为比较参数,比较其产电性能.结果表明:①阴极电极面积较小时,功率密度随其增加而增大,内阻随其增加而减小,但两者的变化幅度均逐渐减小;当两者达到极值后,随着阴极电极面积的增加,功率密度值逐渐减小,内阻增大;当阴极电极面积为71.55 cm2时,最大功率密度达到最大值为27.36 mW/m2,内阻达到最小值为1.84 kΩ;②CEM面积小于阳极电极面积时,CEM尺寸是MFCs产电能力提高的限制性因素,增大CEM面积可以显著提高MFCs功率输出,降低系统内阻,电池产电性能最优的条件是CEM面积(9.62 cm2)与阳极电极面积(8.42 cm2)相当,得到的最大功率密度为46.1 mW/m2,内阻为1.01 kΩ.

关键词：微生物燃料电池产电能力阳离子交换膜面积阴极电极面积最大功率密度内阻

过硫酸盐活化耦合微生物燃料电池的降解结晶紫性能

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环境工程学报 2016年第7期10卷 3715-3721页

作者：金春姬孙若晨杨远乐杨世迎中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100

利用Fe0活化Na_2S_2O_8产生具有强氧化性的SO-4·催化降解目标物结晶紫。研究不同因素(阴极液初始pH值、S_2O_8^(2-)浓度、共存离子Cl-浓度)对Fe^0/^(-1)-微生物燃料电池(MFC)体系中结晶紫降解率及产电性能的影响。结果表明,阴极液初始p... 详细信息

利用Fe0活化Na_2S_2O_8产生具有强氧化性的SO-4·催化降解目标物结晶紫。研究不同因素(阴极液初始pH值、S_2O_8^(2-)浓度、共存离子Cl-浓度)对Fe^0/^(-1)-微生物燃料电池(MFC)体系中结晶紫降解率及产电性能的影响。结果表明,阴极液初始pH值降低和^(-1)浓度增加有利于体系中结晶紫的降解和最大功率密度的提高,阴极液共存离子Cl^-浓度的增加会阻碍结晶紫的降解,最大功率密度随Cl-浓度增加呈现先增加后降低的趋势。综合体系中结晶紫的降解率和最大功率密度,在温度为30℃,Fe^0投加量为1 mmol·L^(-1),阴极液初始pH值为3、^(-1)浓度为2 mmol·L^(-1)时,180 min后浓度为0.16 mmol·L^(-1)的结晶紫降解率达到95.62%,最大功率密度为637.245 m W·m^(-3),内阻约为400Ω。降解过程符合一级动力学方程。

关键词：过硫酸盐 Fe0/S2O82--MFC体系结晶紫最大功率密度

利用过硫酸盐阴极型微生物燃料电池降解蒽醌燃料活性艳蓝的研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2015年第4期45卷 85-94页

作者：金春姬于辉刘明孙若晨杨远乐中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100

本研究构建了以二价铁/过硫酸盐体系(Fe2+/PDS)为阴极液,以蒽醌染料活性艳蓝KN-R作为目标污染物的双室微生物燃料电池(MFC),研究了初始Fe2+投加量,初始PDS浓度和pH值对KN-R脱色率和MFC产电性能的影响。结果表明,当初始pH为3,Fe2+的初始... 详细信息

本研究构建了以二价铁/过硫酸盐体系(Fe2+/PDS)为阴极液,以蒽醌染料活性艳蓝KN-R作为目标污染物的双室微生物燃料电池(MFC),研究了初始Fe2+投加量,初始PDS浓度和pH值对KN-R脱色率和MFC产电性能的影响。结果表明,当初始pH为3,Fe2+的初始浓度为1mmol·L-1,PDS的初始浓度为2mmol·L-1,温度为(30±1)℃时Fe2+/PDS-MFC体系达到最佳状态,此时KN-R的脱色率为96.90%,MFC的最大功率密度为294.07mW·m-2。动力学分析表明KN-R的脱色降解符合二级反应动力学,最佳条件下KN-R降解的反应速率常速为0.001 7mmol·L-1·min-1。紫外-可见光谱分析表明,Fe2+/PDS-MFC体系能够有效的脱色降解KN-R及其中间产物。

关键词：微生物燃料电池二价铁过硫酸盐 KN-R脱色率最大功率密度

不同阴极电子受体从生物燃料电池中发电的比较研究

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环境科学学报 2006年第12期26卷 2052-2057页

作者：赵庆良张金娜尤世界姜珺秋哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090

以活性炭阳极双室生物燃料电池为基础,使用葡萄糖(COD为2000mg·L-1)作为底物,比较了铁氰化钾、过氧化氢、重铬酸钾和高锰酸钾分别作为生物燃料电池阴极电子受体时电池的开路电压和功率输出.结果表明,铁氰化钾、过氧化氢和重铬酸钾对应... 详细信息

以活性炭阳极双室生物燃料电池为基础,使用葡萄糖(COD为2000mg·L-1)作为底物,比较了铁氰化钾、过氧化氢、重铬酸钾和高锰酸钾分别作为生物燃料电池阴极电子受体时电池的开路电压和功率输出.结果表明,铁氰化钾、过氧化氢和重铬酸钾对应的开路电位分别为0·72V、0.33V和1.13V,均低于高锰酸钾的1.41V.铁氰化钾和重铬酸钾对应的最大功率密度分别为4788mW·m-3和10951mW·m-3,相比之下高锰酸钾对应的最大功率达到了21912mW·m-3.除过氧化氢外,3种氧化剂对应的电池内阻没有区别,均在2200Ω左右.当高锰酸钾浓度为200mg·L-1、pH为2.0时,开路电位高达1.44V,阴极电位达到1.38V,pH对电池电压输出的影响比高锰酸钾浓度更为显著.将高锰酸钾用于生物燃料电池从有机废水中发电不但可以极大提高系统的功率输出,还具有十分显著的经济和环境效益.

关键词：生物燃料电池阴极电子受体开路电位最大功率密度

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4H-SiC器件击穿特性的新型解析模型

西安电子科技大学学报 2003年第6期30卷 771-774页

作者：吕红亮张义门张玉明西安电子科技大学微电子研究所陕西西安710071

基于4H SiC材料参数,同时考虑雪崩碰撞和带间隧穿两种机制,建立了一套新型击穿解析模型.模型中首次考虑了雪崩碰撞和带间隧穿两种机制,能够反映温度、掺杂浓度等参数对器件击穿特性的影响.利用这一模型计算得到4H SiC微波功率MESFET极... 详细信息

基于4H SiC材料参数,同时考虑雪崩碰撞和带间隧穿两种机制,建立了一套新型击穿解析模型.模型中首次考虑了雪崩碰撞和带间隧穿两种机制,能够反映温度、掺杂浓度等参数对器件击穿特性的影响.利用这一模型计算得到4H SiC微波功率MESFET极限功率特性.采用MATLAB编程工具计算得到的结果与实验结果符合较好.

关键词： 4H-SiC 雪崩碰撞带间隧穿击穿特性最大功率密度碳化硅器件

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阴极电子受体对微生物燃料电池性能的影响

可再生能源 2012年第3期30卷 92-96页

作者：谷玺田兴军南京大学生命科学学院江苏南京210093

以双室型微生物燃料电池为试验装置,比较铁氰化钾、重铬酸钾、高锰酸钾作为阴极电子受体时微生物燃料电池的电压和功率输出。结果表明,高锰酸钾与重铬酸钾混合电子受体对微生物燃料电池性能的提高没有显著效果,不如两者的单独表现;高锰... 详细信息

以双室型微生物燃料电池为试验装置,比较铁氰化钾、重铬酸钾、高锰酸钾作为阴极电子受体时微生物燃料电池的电压和功率输出。结果表明,高锰酸钾与重铬酸钾混合电子受体对微生物燃料电池性能的提高没有显著效果,不如两者的单独表现;高锰酸钾对应的最高输出电压可达1 160 mV,但很不稳定,会很快下降到600 mV左右,在实际应用中有一定障碍;在酸性条件(pH=3.0)下,重铬酸钾的开路电压为1 081.2 mV,最大输出功率密度为35.1 W/m3,电池内阻为170.27Ω,而且表现稳定,是理想的阴极电子受体。

关键词：微生物燃料电池阴极电子受体输出电压最大功率密度

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阴极电子受体对微生物燃料电池的性能影响

阴极电子受体对微生物燃料电池的性能影响

作者：谷玺南京大学

学位级别：硕士

微生物燃料电池是一种通过阳极室内微生物的催化把化合物里的化学能转化为电能的产生可再生能源的装置。在合适的阳极微生物作用下,微生物燃料电池能利用多种有机物作为底物,特别是生活污水以及工业废水、废物等中的有机质。微生物燃料... 详细信息

微生物燃料电池是一种通过阳极室内微生物的催化把化合物里的化学能转化为电能的产生可再生能源的装置。在合适的阳极微生物作用下,微生物燃料电池能利用多种有机物作为底物,特别是生活污水以及工业废水、废物等中的有机质。微生物燃料电池最大的优点在于将底物中的有机物的化学能直接转化为高效清洁的电能,具有较高的能量利用效率。随着化石燃料供应的日趋紧张,成本的不断提高,以及节能减排低碳的现实要求,微生物燃料电池作为一种可再生能源已经引起了人们越来越多的关注。目前关于微生物燃料电池的研究主要集中在阳极产电微生物,电极材料改良和反应器设计与运行等方面,而针对MFC阴极性能影响因素尤其是阴极电子受体对电池性能影响的研究鲜有报道。为了提高阴极的性能,需要降低微生物燃料电池阴极的电化学损失和减少阴极成本,这对促进MFC的扩大化和产业化有着十分重要的意义和价值。因此,本文以双室型微生物燃料电池为实验装置,以腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)为阳极微生物,比较铁氰化钾、重铬酸钾、高锰酸钾作为阴极电子受体时微生物燃料电池的电压和功率输出,结果表明：1、在pH为7.0的条件下,以铁氰化钾(20mmol/L)为电子受体的电池的外电路电压平均值为500mV,最大值为521mV;重铬酸钾外电路电压平均值为51mV,最大值为85mV;高锰酸钾外电路电压平均值为613mV,最大值为669mV;重铬酸钾与高锰酸钾1：1混合外电路电压平均值为185mV,最大值为207mV。2、在pH为3.0条件下,各电池的外电路电压均有明显的上升,电池性能有很好的提升。以铁氰化钾(20mmol/L)为电子受体的电池的外电路电压平均值为507mV,最大值为656mV;重铬酸钾外电路电压平均值为962mV,最大值为1057mV;高锰酸钾外电路电压平均值为643mV,最大值为1160mV;重铬酸钾与高锰酸钾1：1混合外电路电压平均值为190mV,最大值为217mV3、高锰酸钾与重铬酸钾混合电子受体对微生物燃料电池性能的提高没有显著效果,不如两者的单独表现;高锰酸钾对应的最高输出电压可达1160mV,但很不稳定,会很快下降到600mV左右,在实际应用中有一定障碍;在酸性条件(pH3.0)下,重铬酸钾的最大输出电压为1057mV,最大输出功率密度为35.1W/m3,电池内阻为170.27Ω,而且表现稳定,是理想的阴极电子受体,其输出功率密度高达35.1W/m3,也使MFC更具有可再生能源的应用前景。

关键词：微生物燃料电池阴极电子受体输出电压最大功率密度

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微生物燃料电池电极材料产电性能的研究

微生物燃料电池电极材料产电性能的研究

作者：关小宁南京大学

学位级别：硕士

微生物燃料电池是一种通过阳极室微生物的催化分解底物化合物,将底物中的化学能转化为电能,并产生电流的一种产生可再生能源的装置。在合适的阳极微生物作用下,微生物燃料电池能利用多种有机物作为底物,特别是生活污水、工业废水、废物... 详细信息

微生物燃料电池是一种通过阳极室微生物的催化分解底物化合物,将底物中的化学能转化为电能,并产生电流的一种产生可再生能源的装置。在合适的阳极微生物作用下,微生物燃料电池能利用多种有机物作为底物,特别是生活污水、工业废水、废物等中的有机质。微生物燃料电池最大的优点在于将底物有机物的化学能直接转化为高效清洁的电能,同时实现废物处理和能源回收,解决了当前能源紧缺和环境污染两大问题。面对能源供应持续紧张、能源价格高、能源开发利用与环境保护的矛盾突出和能源利用效率较低等严峻形势,微生物燃料电池作为一种可再生能源具有巨大的社会效益、环境效益、经济效益,已经引起了人们越来越多的关注。目前关于微生物燃料电池的研究的目的都是为了提高系统的产电性能,即提高输出功率。因此选择良好的电极材料,选择适应于微生物良好生长、又能有效传递电子的电极尤为重要,研究降低微生物燃料电池电极的电化学损失和减少电极成本,这对促进MFC的扩大化和产业化有着十分重要的意义和价值。因此,本文以双室型微生物燃料电池为实验装置,以腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens PV4)为阳极微生物,以铁氰化钾作为阴极电子受体,研究铜电极和碳电极(碳布、碳纸、碳毡)作为电极材料的微生物燃料电池的电压和功率输出,并且通过CV曲线和系统内阻的比较,进一步表明碳电极材料微生物燃料电池产电性能的优劣。结果表明：(1)铜作为电极材料在与石墨的结合中,系统产电性能良好。效果有更大的改进空间。(2)通过极化曲线和功率密度曲线的比较,得出三种碳电极材料的最高输出电压和最高功率密度为：碳纸输出电压最高达到807mV,功率密度最高达到450mV·m-2,碳布其次,其最高输出电压达到770mV,功率密度最高达到294.274mV·m-2,第三为碳毡,最高输出电压达到740mV,最高功率密度达到206.496mV·m-2。(3)通过CV曲线,可以观察到三种碳电极材料的微生物燃料系统均在-0.4-0.6V之间有峰,证明氧化还原电位的产生是由微生物介导,并且碳纸微生物燃料系统的氧化还原电位在-0.4左右,进一步证明碳纸MFC系统运行良好。(4)利用阻抗法测定碳电极材料微生物燃料电池的内阻,结果为碳纸功率和系统内阻上表现的更为稳定、产电性能更好,更适合作为进一步研究的电极。

关键词：微生物燃料电池电极材料输出电压最大功率密度