微生物燃料电池的意义
微生物燃料电池的发展现状及未来趋势
微生物燃料电池的发展现状及未来趋势一、引言随着能源资源的紧缺和环境污染的加剧，寻求替代能源和清洁能源的研究日益受到关注。
微生物燃料电池作为一项新兴技术，被认为具有巨大潜力，可以转化废弃物为清洁能源。
本文将探讨微生物燃料电池的发展现状及未来趋势。
二、微生物燃料电池的原理微生物燃料电池是一种利用微生物催化底物氧化反应并直接将化学能转化为电能的技术。
它以微生物作为催化剂，将底物（如有机废弃物）氧化为电子和质子，并通过电化学反应转变为电能。
这种技术具有可持续性和高效能的特点，因此备受瞩目。
三、微生物燃料电池的应用领域1.废水处理微生物燃料电池可以应用于废水处理领域，通过将微生物直接放置在废水中进行催化反应，实现废水的净化并产生电能。
这种技术可以将废水处理和能源回收结合，减轻环境污染的同时获得经济利益。
2.生物传感器微生物燃料电池还可以应用于生物传感器领域，利用微生物对特定环境参数的敏感性，通过监测微生物燃料电池的输出电流变化来实现环境监测和生物检测。
这种技术具有实时性和高灵敏度，可以在环境监测、医学诊断等方面发挥重要作用。
四、微生物燃料电池的发展现状目前，微生物燃料电池的开发已经取得了一定的进展。
研究人员已经成功地利用不同类型的微生物，如厌氧细菌、藻类和真菌，来催化底物的氧化反应。
同时，改进了电极材料和设计，提高了微生物燃料电池的输出电流和效率。
许多实验室已经实现了小规模的微生物燃料电池系统，并取得了良好的效果。
五、微生物燃料电池的未来趋势尽管微生物燃料电池在废水处理和生物传感器等领域已经初步应用，但仍存在一些挑战和限制。
首先，微生物燃料电池的输出电流和效率仍然较低，需要进一步提高。
其次，微生物的选择和培养条件对整个系统的性能有重要影响，需要更深入的研究和优化。
此外，微生物燃料电池的商业化应用面临着技术成本和市场需求等问题。
未来，微生物燃料电池的发展方向主要包括以下几个方面。
首先，通过细菌基因工程的技术手段，优化微生物的催化性能，提高其氧化底物的效率。
生物电化学技术和微生物燃料电池的研究
生物电化学技术和微生物燃料电池的研究生物电化学技术是一种利用微生物和生物催化剂使电子传递和电生化学反应发生的技术。
它可以应用于污水处理、废水处理、环境修复、能源转换等领域，是一种很具有前途的环保技术。
微生物燃料电池是生物电化学技术中的一种应用，其原理是通过微生物将化学能（如有机物质、无机物质）转换成电能，从而提供电力。
微生物燃料电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，通过微生物的代谢反应使阳极产生电子，电子经过外部电路进入阴极，从而形成电流，最终驱动设备。
该技术具有无噪音、低污染、高效率等特点，因此受到了广泛的关注和研究。
在微生物燃料电池中，微生物起着关键作用。
一些可以利用有机物质进行呼吸作用的微生物，如细菌、放线菌、真菌等，可以在缺氧条件下把有机物质分解为二氧化碳和水，并释放出能量。
而在微生物燃料电池中，则可以直接利用这些微生物代谢产生的电子，驱动电气设备。
除此之外，还有许多其他的微生物可以进行电化学作用，如降解污染物、水处理、废物转换等。
通过利用这些微生物，可以实现对生物电化学技术的更好应用。
生物电化学技术和微生物燃料电池的研究已经有了很大的进展。
例如，在废水处理方面，微生物燃料电池可以更有效地去除废水中的硝酸盐和其他有机物质。
在海洋环境方面，生物电化学技术可以被应用于维持船只和海洋浮标电源供应。
此外，这一技术还可以被用于绿色能源产生、二氧化碳转化等一系列领域。
总之，生物电化学技术和微生物燃料电池具有广阔的应用前景，同时也是未来环保和能源领域的一大研究方向。
我们相信，在高新技术的推动下，可以开发出更加高效、环保、可持续的技术和应用方案，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
微生物燃料电池
微生物燃料电池1.引言能源紧张和环境污染是可持续发展面临的重大挑战。
经济发展的同时，能源消耗也在急剧增长，而现有的化石能源消耗则带来了环境质量的不断恶化。
寻找新型能源，实现经济、社会和环境的可持续发展是当今社会的主要研究问题。
清洁能源的发展则成为解决问题的关键。
与此同时，不断发展的生物燃料电池成为了人们关注的焦点。
微生物燃料电池的兴起为可再生能源的生产和废弃物的处理开辟了新途径。
首先，微生物电池的燃料来源比较多样化，如多种有机无机材料，甚至能够直接利用废液、废物作为原料产生电能，净化环境。
其次，微生物燃料电池能够实现无污染、零排放、无需能量输入，满足环境友好型电池的需求。
此外，微生物燃料电池的能量转化效率非常高，可以发展成长效、低廉的能量系统；加上其操作条件是在常温常压的温和条件下工作，实现了电池的低维护成本和高安全性[1]。
微生物燃料电池的发展历史中，经历了几次重大进步。
1911年Potter用酵母和大肠杆菌进行实验，首次实现了微生物产电，从此开启了微生物燃料电池发展的道路[2]。
20世纪80年代，细菌发电取得重大进步，随后微生物燃料电池的输出功率也有了较大的提高，其作为小功率电源使用的实际应用也进一步成为可能。
2002年以后，微生物燃料电池的研究更是进入了飞速发展阶段，研究人员不仅发明了无需电子传递中间体的燃料电池，也在降低内阻、功率输出、优化结构和降低成本等方面都取得了重大进步。
近年来，微生物燃料电池的应用领域也更加宽泛。
2.微生物燃料电池的原理微生物燃料电池是一种利用微生物进行能量转换，把呼吸作用产生的电子传递到电极上的装置，能够通过产电菌代谢可生物降解的有机物，并将代谢产生的电子传递到外电路输出电能。
原理如图1所示[3]。
微生物燃料电池中，氧化底物的细菌通常在厌氧条件下将电子通过电子传递中介体或者细菌自身的纳米导线传递给阳极，电子通过连接阴阳两极的导线传递给阴极，而质子通过隔开两极的质子交换膜(Proton exchange membrane, PEM)到达阴极，在含铂的阴极催化下与电路传回的电子和O2反应生成水[4]。
微生物在生物燃料电池中的应用研究
微生物在生物燃料电池中的应用研究生物燃料电池（Biofuel Cells）是一种利用生物活性媒介将生物体内的化学能直接转化为电能的装置。
相较于传统燃料电池，生物燃料电池具有更高的能量转化效率和更广泛的应用领域。
而微生物，在生物燃料电池中则扮演着至关重要的角色。
本文将对微生物在生物燃料电池中的应用研究进行探讨。
一、微生物与生物燃料电池的关系微生物是生物燃料电池中最核心的组成部分之一。
微生物可以通过代谢作用将有机物质转化为电子，并通过电子传输链将电子输送到电极表面。
这一过程中，微生物的参与使得在生物燃料电池中产生电能成为可能。
二、微生物的类型和选择在生物燃料电池中，常见的微生物类型包括细菌、真菌以及一些特殊的微生物种类。
选择合适的微生物对于生物燃料电池的性能至关重要。
为了提高电流密度和效率，需要选择能产生足够多电子的微生物，并保证其良好的生物附着性和电子传导性。
三、微生物的代谢作用微生物的代谢作用是微生物参与生物燃料电池的关键步骤，其类型和特性直接影响着电池的性能。
以细菌为例，常见的电子转移途径包括呼吸作用和发酵作用。
呼吸作用通过线性电子传递过程来将食物转化为电子，而发酵作用则通过非线性电子传递过程来完成这一转化过程。
对微生物代谢途径的深入研究，可以为电池性能的优化提供理论依据。
四、微生物与电极的交互作用微生物在生物燃料电池中与电极之间的交互作用对于电池性能的影响不可忽略。
它直接影响微生物在电极上的生长状况、附着性以及电子传输效率。
因此，研究微生物和电极之间的交互作用有助于优化电池的运行性能。
五、微生物在实际应用中的挑战尽管微生物在生物燃料电池中具有重要的作用，但在实际应用中仍存在一些挑战。
例如，微生物的生长状况容易受到环境因素的影响，需要在适宜的温度、pH值和营养条件下进行培养。
此外，微生物与电极之间的生物附着会导致电极表面的阻塞，从而降低电子传导效率。
解决这些挑战将有助于提高生物燃料电池的性能。
能源储存与利用的微生物燃料电池研究
能源储存与利用的微生物燃料电池研究能源问题一直是全球关注的焦点问题，而随着科技的发展，人类对新型能源的探索也越来越深入。
在这些新型能源中，微生物燃料电池成为了越来越受关注的一种。
一、微生物燃料电池的定义微生物燃料电池是一种利用微生物代谢活动产生的电子来产生电力的新型能源技术。
其原理是通过将微生物植入特定电极中，在有机底物的存在下产生电子，使电极上的电能增加，从而实现对有机底物的储存和利用。
二、微生物燃料电池的优点相较于传统化石能源和电池，微生物燃料电池具有以下优点：1、相比传统电池，微生物燃料电池是一种可以重复利用的能源，尽管其能量密度相对较低，但其工作效率具有极高的可持续性。
2、微生物燃料电池所利用的有机底物来源广泛，可以利用自然资源的任何生物质废料，例如纤维素或厨余垃圾等，可以有效减少环境污染。
3、微生物燃料电池还具有成本低、占用空间少等特点。
三、微生物燃料电池的工作原理微生物燃料电池的工作原理分为两种：1、单室微生物燃料电池单室微生物燃料电池是指微生物燃料电池中产生电能的微生物都存在于一个反应器中，产生电子的过程发生在同一环境中。
电池的电子转移通路是电极–微生物–底物的，经过两个电极产生电子移动，从而形成电子流，并最终将电子传递到另一个电极中。
2、双室微生物燃料电池双室微生物燃料电池是指将微生物的存在分为两个传递区域，在两个传递区域之间产生电子，通过外部线路完成电能的转换。
（图1 单室微生物燃料电池工作原理示意图）（图2 双室微生物燃料电池工作原理示意图）四、微生物燃料电池的研究现状目前，微生物燃料电池的研究主要集中在三个方面：1、微生物燃料电池的发电机理研究研究人员通过实验和模拟分析，不断深入探索微生物燃料电池的发电机理，从而更好地理解其中的内在机制。
2、微生物燃料电池的性能优化研究研究人员对微生物燃料电池的设计和操作进行了不断优化，例如改进电极材料、优化反应器等等。
3、微生物燃料电池在实际应用中的研究微生物燃料电池的应用也广泛被研究，包括但不限于区域微电网、废水处理、室内和户外照明、移动设备装置电源。
微生物燃料电池原理与应用
微生物燃料电池原理与应用微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell, MFC)是一种利用微生物氧化有机物产生电能的装置。
它基于微生物的电化学反应来产生电力，将化学能直接转化为电能。
微生物燃料电池的原理是通过利用微生物的代谢作用将有机废物（如人类粪便、废水等）中的化学能转化为电能，实现能量回收和减少污染物的排放。
该技术有着巨大的潜力，能够广泛应用于废水处理、能源生产和环境保护等领域。
微生物燃料电池中的关键组成部分是阳极和阴极。
阳极是微生物活动的场所，它提供了一个良好的电子传递通道。
通常情况下，阳极材料是由导电性好的物质构成，如碳纳米管、碳纳米颗粒等。
阴极则是电子和氧气进行还原反应的场所，它常常使用氧化剂（如氧气或氯离子）来参与电子转移反应。
阳极和阴极之间的电子传递通过外部电路完成，从而产生电能。
微生物燃料电池的关键是利用微生物的代谢作用。
在阳极的表面，微生物通过氧化有机物来产生电子和质子。
微生物中的电子经过阳极材料传递到外部电路中去，形成电流。
同时，微生物释放质子到电解质中去。
质子在电解质中通过离子交换膜传递到阴极处与氧气结合，还原发生的氧化反应，并接受电子，形成水。
这个过程实际上是微生物通过氧化有机物来释放能量，将化学能转化为电能。
这个电能可以直接用来驱动负载，如电灯、泵浦等。
微生物燃料电池的应用非常广泛。
一方面，它可以作为一种有效的废水处理技术。
通过将微生物燃料电池应用于废水处理厂，可以不仅处理废水中的有机物，还能够产生电能。
这就在一定程度上实现了能源回收和环境保护的双重效果。
另一方面，微生物燃料电池还可以应用于能源生产。
有机废物广泛存在于农村、城市和工业生产中，通过利用微生物燃料电池来转化这些有机废物为电能，可成为一种可再生能源来源。
此外，微生物燃料电池还可以应用于生物传感器和无源传感器等领域。
尽管微生物燃料电池具有广泛的应用前景，但目前仍然有一些挑战需要克服。
首先，阳极材料的选择和优化对微生物燃料电池的性能至关重要。
微生物燃料电池在环境污染治理中的应用分析
微生物燃料电池在环境污染治理中的应用分析微生物燃料电池（Microbial fuel cell, MFC）近年来成为环境治理中的一种新兴技术，可以将废水和废气等有机物质转化为电能。
相比于传统的处理方式，微生物燃料电池具有高效、可持续等优势，并且可以有效减少环境污染。
本文将从微生物燃料电池的工作原理、应用场景和优势分析三个方面，深入探讨其在环境污染治理中的应用前景。
一、微生物燃料电池的工作原理微生物燃料电池是一种通过微生物进行氧化还原反应来生成电能的新型能源装置。
它利用微生物为媒介将有机物质转化为电能，整个过程可以分为两个步骤，即底物氧化和电子传递。
在微生物的作用下，有机物质在阳极处被氧化成二氧化碳和水，同时放出电子和质子。
电子通过外电路流到阴极处，与空气中的氧气和电子、质子结合形成水，放出电能。
而质子通过离子交换膜运输到阴极处。
二、微生物燃料电池的应用场景微生物燃料电池可以广泛应用在污染源的处置、废水处理、环境监测等方面。
下面我们分别来具体探讨。
1. 污染源的处置微生物燃料电池可以转化污染源中的有机物质并生成电能，可以直接应用于废水、废气等较难处理的污染源中。
其中，废水是微生物燃料电池应用的主要领域。
废水中含有大量有机物质，通过微生物燃料电池的作用，可以直接将有机物质转化为电能，从而实现废水的治理和能源的生产。
2. 废水处理微生物燃料电池可以应用于各类废水的处理，对于含有高浓度有机物质、氨氮等难以处理的废水具有特别的优势。
在污水处理工艺中，微生物燃料电池能够实现异化反应和好氧反应的同步进行，加快溶解有机物质，提高处理效率。
3. 环境监测通过微生物燃料电池收集废水的信息，还可以用于监测环境中的污染物。
微生物燃料电池可以收集有机物质和氨氮等污染物的信息，通过监测电流、电势等参数的变化，可以得到废水中污染物的含量以及类型等信息，从而实现对废水污染的实时监测。
三、微生物燃料电池的优势分析1. 微生物燃料电池具有高效的转化效率微生物燃料电池不仅可以实现有机废物的转化，同时也可以生成电能，从而降低了处理成本。
人工湿地微生物燃料电池
人工湿地微生物燃料电池人工湿地微生物燃料电池___________________________________随着社会的发展，人们对能源的需求也越来越大。
为了满足人们的需求，科学家们推出了一种新型的能源——人工湿地微生物燃料电池。
它是一种利用微生物分解有机物产生电能的能源，它可以从自然界中提取出极大的能量，为人类带来可持续发展的新能源。
人工湿地微生物燃料电池是一种利用微生物燃料来产生电能的新型能源。
它可以将有机物（如石油、天然气、煤炭、植物等）分解成一定浓度的电解质，通过电解质产生的电流来产生电能。
由于微生物的发酵作用，它可以将有机物的有效成分完全分解成水和碳二氧化物，而不会产生任何有害物质，因此也不会造成任何环境污染。
此外，人工湿地微生物燃料电池具有良好的可靠性和可持续性。
微生物燃料电池是一种利用自然界中的有机物进行能量转化的可再生能源。
它不仅可以使用各种有机物作为原料，而且还可以通过微生物的发酵作用，从而有效地将有机物分解成水和二氧化碳，而不会造成任何有害物质的排放。
因此，微生物燃料电池具有较高的可靠性和可持续性。
此外，微生物燃料电池具有较强的发展前景。
它可以将有机物中的有效成分完全分解成水和碳二氧化物，这对减少对化石燃料的依赖具有重要意义。
随着国家对可再生能源的重视，微生物燃料电池将会得到进一步的发展，并成为可持续发展的重要能源。
总之，人工湿地微生物燃料电池是一种具有重要意义的新型能源。
它具有较高的可靠性和可持续性，还能够将有效成分完全分解成水和二氧化碳，不会造成任何有害物质的排放；它还具有较强的发展前景，将会成为可持续发展的重要能源。
希望人工湿地微生物燃料电池在不久的将来能够发挥出它应有的作用，为人类带来更多的便利。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.研究目的微生物燃料电池是一种利用微生物作为催化剂，将燃料中的化学能直接转化为电能的生物反应器。
本文通过一定室型MFC反应器，选择最优的电极材料，并对电极间距，电极面积进行参数调整，进一步对反应器构型，循环流速，膜结构和反应条件进行优化，提高微生物燃料电池的输出功率。
2.研究意义微生物燃料电池（Microbial fuel cell, MFC）是基于传统的燃料电池（Fuel cell, FC）与微生物相结合发展起来的由阴阳两极及外电路构成的装置。
在MFC系统内，微生物通过新陈代谢氧化有机物后将电子胞外传递给阳极，电子再通过外电路到达阴极从而产生电能。
从MFC的构成来看，阳极作为产电微生物附着的载体，不仅影响产电微生物的附着量，而且影响电子从微生物向阳极的传递，对提高MFC产电性能有至关重要的影响。
因此，从提高MFC的产电能力出发，选择具有潜力的阳极材料开展研究，解析阳极材质和表面特性对微生物产电特性的影响，对提高MFC的产电能力具有十分重要的意义。
在MFC中，高性能的阳极要易于产电微生物附着生长，易于电子从微生物体内向阳极传递，同时要求阳极内部电阻小、导电性强、电势稳定、生物相容性和化学稳定性好。
目前有多种材料可以作为阳极，但是各种材料之间的差异，性对电池性能的影响并没有得到深入的研究。
以及各种阳极特阳极厚度对填料型微生物燃料电池产电性能的影响（清华，钟登杰，小论文）作为一种新型的清洁能源生产技术,MFC在产电的同时还能处理废水、去除硫化氢、产氢和修复地下水。
与传统的废水处理工艺相比,MFC产泥量少、不产生甲烷,从而节省污泥和气体处理费用。
但MFC的产电功率密度低,与氢氧燃料电池相比,差3~4个数量级。
为了提高MFC的产电功率和处理废水的效率,目前的研究主要集中在产电微生物筛选和MFC结构优化两个方面。
对于优化MFC结构,可以通过优化阳极、阴极和质子膜材料,提出新型的MFC结构和运行方式等来实现。
微生物燃料电池处理有机废水过程中的产电特性研究（哈工，尤世界，博士论文）MFC是一个新生事物，该项技术具有废水处理和电能回收的双重功能，它的出现是对传统有机废水处理技术和观念的重大革新，目前正在引起世界范围内的广泛关注，日渐成为环境科学与工程和电化学领域一个新的研究热点。
尤其是在能源供需矛盾日益突出，环境污染日益严重的今天，MFC更显示出其它技术无法比拟的优越性。
MFC技术一旦实现产业化，将会使废水处理技术发生一次新的革命，产生不可估量的社会、环境和经济效益。
但是由于受到技术和经济方面等众多因素的限制，MFC离实际工程应用的距离还很遥远，相关研究刚刚起步，目前正处于可行性探索和基础研究阶段。
本课题正是在这一背景下提出的。
由于功率密度低，材料造价昂贵，反应器型式的不确定，有关MFC的研究目前主要停留在实验室的规模和水平上，很难实现商业化应用。
因此，为了进一步提高MFC的产电功率密度，降低系统的基础和运行费用，研发适合废水处理工艺特点的MFC结构型式，为进一步的研究提供切实可行的依据与支撑，促进该项技术早日应用于有机废水处理的工程实践，需要在现有研究水平的基础上充分把握MFC研究中多学科交叉的特点，开展MFC的电化学特性和有机物降解特性的基础研究；弄清阳极特性对MFC性能的影响及阴极电子受体在MFC功率密度提高中起到的重1要作用；在兼顾发电和同步废水处理的双重目标基础上，开发和设计更加适用于有机废水处理的MFC反应器构型式，为MFC反应器设计与运行的优化提供切实可行的理论依据，具有重要的科学意义和参考价值。
微生物燃料电池阳极修饰的研究进展（山东轻工业学院食品与生物工程学院，宋娟，小论文）微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)是利用微生物作为反应主体,将燃料(有机物质)的化学能直接转化为电能的一种装置,能在处理废水的同时产生电能,且不排放污染物,作为一类理想的新型清洁能源已成为科学家的研究热点。
微生物燃料电池阳极特性对产电性能的影响（清华，黄霞，小论文）微生物燃料电池(Microbial Fuel Cel,l简称MFC)技术是近年迅速发展起来的一种融合了污水处理和生物产电的新技术,它能够在处理污水的同时收获电能,因此受到广泛的关注。
目前微生物燃料电池的产电能力还很低,离实际应用尚有较大的距离,因此,如何提高MFC 的产电性能是该领域的研究热点。
微生物燃料电池阳极产电微生物和阴极受体特性及研究进展（中国科学院，付洁，小论文）为了解决不可再生能源(如煤，石油等)日益短缺造成的能源危机和减小温室气体大量排放给环境带来的巨大污染，寻找绿色环保型替代能源已成为各国研究者关注的热点。
微生物燃料电池以其独特的优势在近些年引起了学者的广泛关注。
微生物燃料电池(MierobialFueleell，MFe)是一种通过微生物的代谢作用将蕴藏在有机物中的化学能转化成电能的装置。
与其他燃料电池相比，它具有以下优点:①燃料来源广泛，生活污水、发酵废糟等都可以作为燃料;②反应条件温和，一般可在室温下进行川;③清洁、环保，不会引起环境污染。
填料型微生物燃料电池产电特性的研究（清华，梁鹏，小论文）微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC)在净化污水的同时收获电能,有可能降低污水处理的成本,因而近年来受到了广泛关注.然而,目前MFC输出功率很低,以空气阴极MFC为例,国外文献中报道的最大输出功率密度为1 500 mW/m2,远低于氢氧燃料电池的功率密度,因而当务之急是提高MFC的产电能力。
碳纳米管阳极微生物燃料电池产电特性的研究（同上）由于微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC)能够在净化污水的同时,将有机物中的化学能转化为电能,为节能低耗型污水处理新工艺的研究提供了一个新的思路,因此近年受到广泛关注.但现有的MFC产电能力较低,这使MFC的实际应用受到限制.因此,提高MFC的产电能力是目前研究的主要目标之一.从MFC的构成来看,阳极作为产电微生物附着的载体,不仅影响产电微生物的附着量,同时还影响电子从微生物向阳极的传递,对提高MFC产电性能有至关重要的影响.因此,从提高MFC的产电能力出发,选择具有潜力的阳极材料开展研究,解析阳极材质和表面特性对微生物产电特性的影响,对提高MFC的产电能力具有十分重要的意义.基于升流式厌氧污泥床反应器的微生物燃料电池的研究（苏州大学，王万全，小论文）微生物燃料电池(MFCs)是利用微生物的催化作用直接将燃料的化学能转换为电能的装置。
生活污水和工业废水中含有大量的有机物可作为其燃料而获得电能,同时有机物得到降解。
因此,MFCs的研究与开发已成为当前污染治理、开发新型能源的研究热点。
微生物燃料电池及其应用研究进展（中国石油大学，詹亚力，小论文）三个利用方向利用MFC输出电能的特点进行新型能源的开发,利用MFC电流与水中有机物之间的定量关系进行新型污水水质检测方法的研究,利用MFC的特殊环境对特殊性能的微生物进行驯化。
开发前景替代能源；传感器；污水处理新工艺；利用微生物燃料电池的特殊环境进行未培养菌的富集；替代能源——生物质制氢被认为是未来氢燃料电池的原料来源,而MFC与生物质制氢的共同特点是均以生物质作为原料,但在生物质制氢过程中,葡萄糖等生物质中还有相当部分的氢未被利用,而且氢气还只是从生物质获取能源的中间产品,而MFC则可以直接将葡萄糖中的氢全部消耗并转化成H2O,生物质转化成能源的效率较高。
正是由于MFC能够直接将生物质转化成电能,因此Wilkinson展望了用食物直接喂养机器人的可能性。
传感器开发——BOD5被广泛用于评价污水中可生化降解的有机物含量,但由于传统的BOD测定方法需要5天的时间,因此,出现了大量关于BOD传感器的研究,其中以MFC工作原理为基础的BOD传感器的研究也是研究人员关注的焦点。
利用MFC工作原理开发新型BOD传感器的关键在于:①电池产生的电流或电荷与污染物的浓度之间呈良好的线性关系;②电池电流对污水浓度的响应速度较快;③有较好的重复性。
考虑到实际污水中存在硝酸盐和硫酸盐等具有高氧化还原电势的电子受体,它们会降低MFC 的电流响应信号,Chang等尝试在阳极池中加入叠氮化物和氰化物等呼吸抑制剂,达到了消除硝酸盐和硫酸盐影响的效果,结果显示,通过加入呼吸抑制剂,使MFC型BOD传感器可用于准确测量含氧和含硝酸盐的贫营养地表水中的BOD含量。
此外,MFC作为贫营养水体(如地表水、污水处理厂排出液等)的传感器电池的主要障碍在于O2通过阴极和质子交换膜的扩散速率大,在阴极的还原速率低,因此导致电池输出电流的输出信号很小。
Kang等有针对性地对MFC的阴极进行了改进,明显提高了MFC电流输出的重复性和信噪比。
污水处理——目前,以有机污水为燃料、回收利用污水中有机质的化学能一直是MFC研究中的主要目的,但在研究中,对于MFC处理后污水水质的监测结果使研究人员对以MFC工作原理为基础,开发新的污水处理工艺产生了浓厚兴趣。
微生物燃料电池构造研究进展（广东工业大学环境科学与工程学院，李登兰，小论文）资源短缺、能源危机使得生物产能的研究日益受到重视.生物产电、微生物燃料电池(Microbial fuel cel,l MFC)近20多年的研究吸引了多学科的参与,为学科间的交叉发展提供了广阔的空间.由于MFC是把微生物呼吸产能直接转换为电能,与现有的其它利用有机物产能的技术如产氢、产乙醇、产甲醇等相比, MFC具有操作上和功能上的优势.首先它将底物直接转化为电能,保证了很高的能量转化效率,避免了昂贵的预处理催化过程.其次,不同于现有的所有生物能处理, MFC在常温甚至是低温的环境条件下都能够有效运作.第三, MFC不需要进行废气处理,因为它所产生废气的主要组分是CO2.第四,在缺乏电力基础设施的偏远地区,尤其是发展中国家, MFC 具有更广泛应用的潜力,同时也扩大了满足人们对能源需求的燃料的多样性.近年来的相关研究已由专门利用糖类原料转向为利用废水中的有机物来产电,不仅可以处理废水,还能在处理过程中提供一种清洁能源,从而可以为补偿污水处理厂昂贵运行费用提供一种新途径,使污水深度处理在发展中国家和工业化国家都可以运行.虽然MFC产生的功率密度比其它类型的燃料电池要低,但它在废水处理中的应用将是最有前景的发展方向.Lovley等人和Logan等人在改进电池结构、增加其产电量等方面作了大量工作.微生物燃料电池电极材料的研究进展（华南师范大学化学与环境学院，曾丽珍，小论文）微生物燃料电池的研究正处于实验室研究或小批量试验水平，在实际应用中电池输出功率比较低(一般小于10 W/m2阳极面积)，这主要是由于在细菌细胞和外电极之间电子转移很困难。