电极构型对空气阴极生物燃料电池发电性能的影响.pdfVIP

维普资讯 第 27卷第 11期 Vo1．27．NO．11 2006年11月 环 境 科 学 ENVIRONMENTALSCIENCE Nov．，2006 电极构型对空气阴极生物燃料 电池发 电性能的影响 尤世界，赵庆 良 ，姜瑁秋 (哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨 150090) 摘要 ：在空气阴极生物燃料电池(ACMFC)中，从阴极扩散进入 阳极的氧气能够被兼性微生物作为电子受体还原，进而导致电 子损失严重 ．本研究利用葡萄糖作底物 ，对 2种不 同电极构型的空气阴极生物燃料 电池 ACMFC1和 ACMFC2的功率输 出和 电子回收进行 了比较研究．结果表 明，ACMFC1的内阻为 302．140，阳极 电位为 一323mV，最大功率密度为3070mw ／m ； ACMFC2的内阻为 107．790，阳极 电位为一442mV，最大功率密度达到9800mw ／m ．在 间歇条件下，ACMFC2可 以连续运行 220h，电子回收率为 30．1％；而 ACMFC1只能运行不到 50h，电子 回收率为 9．78％．因此 ，合理的设计空气 阴极生物燃料 电池 电极构型可 以减小 内阻，增大电池 电动势进而增大功率输 出，提高 电子回收率 ． 关键词 ：空气阴极生物燃料电池(ACMFC)；电极构型；功率密度 ；电子回收率 中图分类号 ：X505 文献标识码 ：A 文章编号 ：0250—3301(2006)11-2159—05 Electrode C0nfigurati0n as a Factor Affecting Electricity Generation in Air- CathodeM icrobialFuelCell YOU Shi—jie，ZHAOQing—liang，JIANGJun—qiu (SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China) Abstract：Inair—cathodemicrobialfuelcell(ACMFC)，OXygendiffusedintothereactorfromcathodewithoutPEM canberedHCde as electronacceptorviaaerobicrespirationbyfacuhativemicroorganisms，resultingineitheradecraesingofpowergenerationorelectron loss．Inthisstudy，ACMFC1andACMFC2 with differentelectrod econfigurationwerecompared tOexaminepowerdensityand electronrecoveryfrom glucose．TheresultsshowedthatACMFC1generatedamaximum powerdensityof3070mW ／m withinternal resistanceof302．14O andanod epotentialof一323mV ；whilemaximum powerdensityof9800mW ／m forACMFC2wasobtained with internalresistanceof107．790 andanodepotentialof一442mV ．ACMFC2couldsustaingeneratingelectricityofrnaerly220h (EREof30．1％)，comparingwithACMFC1oflessthan50h (EREof9．78％)underbatchoperation．Thereofre，animproved designofrelectrod econfigurationofACMFC canbeperformde tOgeneratehigherpo werwith low internalresistance，maenwhile， achieveincraesingelectronrecoverysimultaneousl