国家自然科学基金(20476009)
- 作品数：11 被引量：140H指数：8
- 相关作者：李浩然冯雅丽杜竹玮连静李少华更多>>
- 相关机构：中国科学院过程工程研究所北京科技大学中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：电气工程生物学轻工技术与工程环境科学与工程更多>>
- 单室直接微生物燃料电池的阴极制作及构建被引量：13
- 2007年
- 在研制含铁离子阴极电极板的基础上,构建了单室直接微生物燃料电池.通过实验考察了单室无介体微生物燃料电池的产电规律及阴极板中铁离子含量对产电的影响.实验证明,单室直接微生物燃料电池是可行的,电能的输出主要依赖吸附在电极表面的细菌形成的生物膜,而与悬浮在溶液中的细菌及溶液中的其他物质基本无关.在单室无介体微生物燃料电池的阴极板中添加铁离子,通过铁离子在二价和三价间的循环转化,提高了电子的传递速率,加快了质子和氧气的反应,电池的输出功率达到14.58mW/m2.
- 祝学远冯雅丽李少华李浩然杜竹玮罗小兵
- 关键词：生物膜
- 水-矿-微生物系统铁锰循环的生化过程被引量：3
- 2005年
- 分析水-矿-微生物系统中铁锰循环的生化过程,提出利用该过程解决环境污染问题的研究方向。微生物催化铁锰离子及其氧化物的循环转化主导着水-矿-微生物系统中的金属循环,还与碳、氮、磷、硫循环过程耦合。强化水-矿-微生物系统中的循环通量,利用表层水体和沉积物界面的生化过程降解有机污染物,固定重金属,解决大规模面源污染。模拟自然水体多因素耦合过程及强化途径,达到对对场地规模、区域规模、流域规模乃至全球规模水环境的预测、控制、干预和治理。
- 郑文元李浩然
- 关键词：环境工程生物富集面源污染
- 无介体微生物燃料电池研究进展被引量：24
- 2005年
- 介绍微生物燃料电池特点,综述相关的研究进展。从深海沉积物中分离到微生物Rhodoferaxferrireducens、Geobactermetallireducens和Geobactersulfereducens在分解有机底物(海底沉积物、葡萄糖、废糖蜜)进行自身代谢过程中,易在固体表面吸附成膜,无需介体可直接将电子传递到电池的阳极。能量转换为电能的效率大于70%,电流密度为30mA/m2,电池输出功率密度达到3W/m2(0.2V)。
- 冯雅丽联静杜竹玮李浩然
- 关键词：微生物燃料电池深海沉积物海底沉积物代谢过程电子传递废糖蜜
- 利用小球藻构建微生物燃料电池被引量：12
- 2009年
- 利用分离的小球藻(Chlorella vulgaris)构建了光合微生物燃料电池,考察了小球藻加入阴阳极和以废水为底物的电池产电性能及机理.结果表明,构建的微生物燃料电池是可行的,电能输出主要依赖吸附在电极表面的藻,而与悬浮在溶液中的藻基本无关.光照是该燃料电池电压变化的主要影响因素之一.在阴极室中添加铁离子,通过其二和三价间的循环转化,提高电子的传递速率,加快质子和氧气的反应,电池的输出功率密度达到11.82mW/m2,COD去除率达到40%.这种电池将化学能、光能转化为电能的同时可处理污水并回收小球藻.
- 何辉冯雅丽李浩然李顶杰
- 关键词：小球藻微生物燃料电池光合作用污水处理
- 利用异化金属还原菌构建含糖微生物燃料电池被引量：34
- 2006年
- 环境中的一些微生物通过还原金属氧化物进行无氧呼吸,而石墨电极与金属氧化物相似,也可以作为这类微生物呼吸作用的最终电子受体,利用这类微生物构建微生物燃料电池,以糖类物质为燃料,对电池产电情况、产电原理进行研究。实验结果表明,以Rhodoferaxferrireducens为产电微生物,在外接电阻510Ω条件下,以葡萄糖为燃料,常温下产生的电流密度达158mAm2(平台电压为0.46V,电极有效接触表面积为57cm2),且循环性能良好。更换燃料为其它糖,发现微生物可以利用多种糖进行产电;通过SEM观察发现大量微生物吸附在石墨电极上,用Bradford法对运行20d后电池的细胞量进行定量,测得悬浮细胞蛋白浓度为140mgL,吸附在电极上的生物量为1180mgm2。通过数据采集分析和细菌还原实验,发现吸附在电极上的微生物对电压的产生贡献最大,具有电化学和生物学活性;悬浮细胞对产电贡献很小,不具有电化学和生物学活性。
- 刘志丹连静杜竹玮李浩然
- 关键词：异化金属还原菌微生物燃料电池生物质葡萄糖
- 五价钒的生物还原过程特征研究
- 2008年
- 针对钒化合物随价态升高其毒性也升高对环境造成的危害,深入研究了高价钒化合物的生物还原过程.以NaVO3做电子受体,葡萄糖做底物,利用C.N菌对5价钒还原过程,探讨了微生物还原5价钒的最佳条件,考察了C.N菌生长过程中对5价钒的还原率,葡萄糖的消耗程度以及pH值的变化.实验结果表明,当溶液中NaVO3浓度为4 mmol/L时,该菌在溶液中的生长较好,菌质量浓度最大达39.11μg/mL;NaVO3浓度为5 mmol/L时,5价钒的还原率较高,达到75.35%,而NaVO3的浓度过大,则抑制微生物的生长,5价钒的还原率也降低.
- 肖春艳李少华李浩然
- 关键词：葡萄糖还原率
- 无介体微生物燃料电池性能研究被引量：11
- 2008年
- 分别以Geobacter metallireducens、海底沉积物和厌氧污泥中微生物为模式微生物;用醋酸、人工海水和生活污水为底物构建直接微生物燃料电池,进行了生物膜的形成过程及影响因素的分析。结果表明:阴阳极间电势差不是生物膜形成的主导因素,阳极搅拌作用影响生物膜的生长状况,进而影响电能输出,短暂断路对生物膜无影响。将石墨电极更换为涂有碳载铂催化剂的碳纸电极,输出电能密度增加了70%。同时证明无介体微生物燃料电池可利用微生物和底物的多样性。
- 李浩然连静冯雅丽李顶杰
- 关键词：微生物燃料电池微生物来源生物膜电极材料
- Rhodoferax ferrireducens微生物燃料电池中钒化合物的催化性能被引量：4
- 2007年
- 以Rhodoferax ferrireducens菌为产电微生物,构建了可进行二次循环充电的微生物燃料电池,进行了NaVO3阳极催化和钒络合物K3[VO(O2)2(OOC-COO)](KVC)阴极催化的研究.结果表明,NaVO3浓度为4mmol/L、外电阻510-时,钒化合物阳极催化最大输出电流可达0.581mA,与无任何催化剂存在的情况相比,输出电流提高0.272mA;KVC阴极催化同样能够提高电池的性能,最佳钒络合物催化浓度为25mmol/L时,最大输出电流可达0.949mA;阴阳极室中同时加入催化剂后,电池输出电流进一步提高,最大输出电流可达1.06mA.
- 李少华杜竹玮祝学远刘巍傅德贤李浩然
- 关键词：葡萄糖微生物燃料电池
- 微生物燃料电池的研究进展被引量：30
- 2006年
- 根据有无电子传递中间体的参与,微生物燃料电池可分为两大类:直接和间接微生物燃料电池.简要介绍了其工作原理及发展历史,归纳了近年来国内外对这两种类型电池的研究现状,特别概括了直接微生物燃料电池的研究进展以及存在的问题和工作方向.最后展望了微生物燃料电池的应用前景.
- 连静冯雅丽李浩然杜竹玮
- 关键词：微生物燃料电池
- 直接微生物燃料电池的构建及初步研究被引量：27
- 2006年
- 利用Geobactermetallireducens能够以Fe(OH)3固体作电子受体进行呼吸的特性,用其构建直接微生物燃料电池,初步考察了产电情况和产电原理.实验证明,Geobactermetallireducens直接微生物燃料电池的电能产出主要依赖于吸附在电极上的细菌.燃料醋酸钠可以完全氧化至CO2,反应结束后其浓度低于检测下限(<10μmol/L).电子回收率达80%,电流密度达704.4mA/m2.
- 连静冯雅丽李浩然刘志丹周良
- 关键词：微生物燃料电池GEOBACTER生物膜
