卢志凯 作品数:12 被引量:15 H指数:3 供职机构: 中国海洋大学材料科学与工程研究院 更多>> 发文基金: 国家海洋局海洋可再生能源专项资金项目 山东省自然科学基金 更多>> 相关领域: 电气工程 更多>>
低电位泡沫石墨改性阳极及其在海底微生物燃料电池中的应用 被引量:5 2013年 泡沫石墨是一种新型阳极材料,对其进行改性是提高海底微生物燃料电池性能的重要途径之一。本文研究了混酸改性泡沫石墨阳极及其电化学性能。研究表明:改性后泡沫石墨表面生成羟基、羧基等含氧官能团;改性阳极接触角降低了24.5°,润湿性提高,有利于微生物附着;交换电流密度达到6760.8 mA/m2,动力学活性提高了53.7倍。研究还发现改性后阳极电位降低了100 mV,电池开路电位达到865 mV(未改性750 mV),最大输出功率密度为358.1 mW/m2,提高了2.4倍。三个月放电测试显示,改性阳极和电池具有相对稳定的性能。同时,本文初步分析了改性后阳极动力学活性增加和电位降低的原因。该研究结果为构建高输出电压和功率的海底微生物燃料电池提供了依据。 卢志凯 付玉彬 徐谦 刘媛媛 张业龙关键词:高输出功率 一种大孔径泡沫石墨复合电极制备方法 本发明涉及电池电极材料技术领域,提供了一种大孔径泡沫石墨复合电极制备方法。本发明是大孔径泡沫石墨和石墨板经导电粘结剂粘结,制成导电复合材料,石墨板层连接导线形成复合电极。复合电极导线从复合材料石墨板上引出,解决了导线直接... 付玉彬 卢志凯 张业龙 刘媛媛 徐谦 于建 王丹玉文献传递 不同碳材料阳极对海底微生物燃料电池性能影响 被引量:5 2012年 分别以相同投影面积的不同碳材料作阳极,以最大功率、阳极电势和内阻为评价指标,研究不同碳材料对海底微生物燃料电池(BMFCs)产电性能影响,利用塔菲尔曲线比较不同碳材料电化学活性。结果表明:碳纤维、碳毡、泡沫碳、碳棒做阳极时,稳定电位和启动时间基本相同;抗极化性能依次减弱;最大功率密度分别为45.79、22.16、16.85、6.17 mW/m2;电池内阻分别为:213、257、312、358Ω;最大交换电流密度分别为0.33、0.13、0.11、0.01 A/m2;组成电池的稳定输出功率分别为0.72、0.61、0.51、0.32 mW。阳极物质传递分析表明,BMFCs产电性能受阳极材料表面附着微生物数量和底物转移率影响。 张业龙 付玉彬 董青 刘媛媛 卢志凯关键词:碳材料 阳极材料 输出功率 一种高输出电压和功率的海底沉积层微生物燃料电池的构建方法 本发明涉及微生物燃料电池技术领域,提供了一种高输出电压和功率的海底沉积层微生物燃料电池构建方法。该电池的高输出功率主要是由其较高的输出电压引起的,而高输出电压主要由于其采用了一种表面电解沉积氧化铁的石墨阳极。本发明利用了... 付玉彬 徐谦 卢志凯 张业龙 刘媛媛文献传递 低温对海泥发电性能的影响 被引量:2 2013年 环境温度对海泥发电(海底微生物燃料电池)具有重要影响。本文进行了4℃环境与常规室温环境(25℃)电池性能对比试验,结果表明:4℃环境下电池阳极启动时间明显慢于室温(25℃),阴极启动几乎无影响。4℃条件电池内阻(1005Ω)高于室温条件(703Ω),室温电池最大输出功率密度比4℃环境升高10mW/m2,电流密度增加46.6 mA/m2。低温环境(4℃)可导致微生物活性降低,物质扩散速度变慢,进而导致其电池性能低于室温环境。此实验对实海环境下海底微生物燃料电池设计提供了指导,具有实际意义。 刘建敏 卢志凯 宰学荣 付玉彬关键词:温度影响 电池内阻 功率密度 海底微生物燃料电池电催化降解有机碳 被引量:1 2013年 利用混酸[V(质量分数32%HNO3)∶V(质量分数49%H2SO4)=1∶1]和Fenton试剂分别改性海底微生物燃料电池(BMFCs)阳极,与未改性的BMFCs(P-BMFC)作对比,研究了BMFCs的产电性能,探索了BMFCs对海底沉积层中有机碳的电催化降解作用。系统运行50 d后测定显示,混酸改性BMFC(H-BMFC),Fenton试剂改性BMFC(F-BMFC)和未改性BMFC(P-BMFC)产生的电量分别为6213,5521,4969 C;对海泥中有机碳的降解率分别为58.9%,39.2%,26.7%,分别是有机碳自然降解效率的58.9倍,39.2倍,26.7倍。结果表明:BMFCs对海底沉积层有机碳电催化加速降解效果明显;BMFCs的产电量与有机碳降解效果具有明显正相关性。为海底污染物绿色化及监测技术提供了新思路。 张业龙 付玉彬 卢志凯 刘媛媛 于建 王丹玉关键词:电催化降解 有机碳 电池性能 降解速率 碳材料阴极对海底沉积物燃料电池性能影响 2013年 以不同碳材料作阴极,研究不同碳材料在海底沉积物燃料电池(B M FC s)中的产电性能。结果表明:粘胶基碳纤维、P A N基碳纤维、碳刷、碳毡、泡沫碳、碳棒和碳板分别作阴极时,稳定电位和稳定时间基本相同;抗极化性能依次减弱,组成的B M FC s最大输出功率密度依次为45.78、37.64、35.24、28.94、22.16、16.84和16.17 m W/m 2;对应电池内阻分别为361、402、425、445、523、572和637Ω;B M FC s长期放电实验的稳定输出功率分别为0.70、0.65、0.60、0.50、0.45、0.31和0.35 m W。扫描电子显微镜法(S E M)表征及阴极传质机理分析发现碳材料的表面积是限制阴极产电性能的关键因素之一,为B M FC s实际应用及结构优化提供了参考。 张业龙 付玉彬 董青 刘媛媛 卢志凯关键词:碳材料 阴极 微生物燃料电池 产电性能 低电位阳极海底微生物燃料电池构建及温度对电池性能影响 海底微生物燃料电池(marine benthic microbial fuel cell, BMFC)是一种新型能源供给装置,其具有原料来源广泛、免维护、清洁无污染等一系列优点,有望为海洋仪器提供连续、可靠电源。但是,较... 卢志凯关键词:燃料电池 电池性能 环境温度 文献传递 海底生物燃料电池中304不锈钢(06Cr19Ni10)阴极腐蚀保护作用研究 被引量:1 2012年 以304不锈钢(06Cr19Ni10)作为阴极构建海底生物燃料电池装置,研究了该电池对其海水腐蚀的阴极保护作用。自然腐蚀状态下不锈钢电位为-260 mV,阴极保护试样为-340 mV。荧光显微镜(FM)和扫描电镜(SEM)观察结果表明,两组试样的表面微生物附着情况差别不大,阴极保护试样表面腐蚀程度较低。电化学阻抗法及极化曲线测试表明,通电保护试样的阻抗值随时间增加逐渐增大,腐蚀电流密度Icorr逐渐减小,保护试样的抗腐蚀能力增强,电池装置对不锈钢阴极起到一定的保护作用。 徐谦 付玉彬 卢志凯 刘媛媛 张业龙关键词:不锈钢 阴极保护 金属腐蚀 一种水产养殖用长效杀菌型防微生物附着增氧器 本发明涉及一种水产养殖用增氧器,其特征在于:增氧器烧结制备过程中掺杂了杀菌填料。本发明克服了现有增氧器存在的缺点,杀菌填料能防止微生物附着,减少增氧器上出氧口的堵塞,提高增氧器的使用寿命和使用效果;杀菌填料的缓慢释放还能... 付玉彬 刘媛媛 张业龙 卢志凯 于建 王丹玉文献传递