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《一种双光电基双腔微生物燃料电池，用于同时降低废水中的COD和Cr (VI)》

  • 来源专题：可再生能源
  • 编译者： pengh
  • 发布时间：2020-08-05

  • 首次将氧化铈(CeO2)和氧化亚铜(Cu2O)分别作为光阳极和光电阴极用于微生物燃料电池(MFC)中同时降低废水中的化学需氧量(COD)和Cr(VI)。通过将各自的金属氧化物纳米颗粒浸渍活性炭纤维(ACF)，然后利用催化化学气相沉积技术在活性炭纤维基体上生长碳纳米纤维(CNFs)，分别制备了光电极(光阳极和光阴极)。MFC在可见光照射下工作，显示出COD和Cr(VI)分别降低了约94%和97%。MFC还产生了高的生物电，电流密度为~6918 mA/m2，功率密度为~1107 mW/m2。本研究中开发的MFC的性能增强归因于金属氧化物光催化剂、石墨化CNFs和微孔ACF衬底的共同作用。本研究开发的基于廉价过渡金属氧化基光电极的MFC具有大规模处理有机和有毒Cr(VI)共污染的工业废水的潜力。

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相关报告

  • 《利用微生物燃料电池同步发电和降解沼液》
    • 来源专题：可再生能源
    • 编译者：pengh
    • 发布时间：2019-05-03
    • 本文研究了以玉米秸秆沼液（BS）为阳极基质的微生物燃料电池（MFC），解决了沼气池产生的废水积累问题。 使用生活用水（DW）作为接种物，BS MFC可以快速启动并保持稳定的发电（622.7±30.3mV），持续10天。 当外部电阻变为200Ω时，BS MFC的最大功率密度为296mW / m2。 化学需氧量（COD）和铵态氮的去除率分别在第16天为72.0％和43.9％。 微生物群落分析表明，阳极溶液中的微生物主要来自BS，属于水解细菌。 同时，主要来自DW的电活性微生物群落以生物膜为主。 因此，MFC可以有效降解BS中的有机物并发电，为BS的利用提供了一种新的方法。 ——文章发表于于2019年11月
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  • 《用于监测有机淡水污染的自供电微生物燃料电池生物传感器》
    • 来源专题：水环境治理与保护
    • 编译者：王阳0
    • 发布时间：2023-11-13
    •       释放到淡水生态系统中的植物和动物的可生物降解废物是一个重大的环境问题。然而，目前评估水质的方法由于其复杂性和高成本似乎或多或少不切实际。在一个很有希望的进展中，一组日本研究人员已经成功地利用廉价的碳基材料构建了一个自我维持和浮力的生物传感器，用于监测淡水湖和河流的入口处的水质。有机废水——植物和动物的可生物降解废物——排入淡水水体是一个重大的环境问题，影响到这些水生生态系统的健康和可持续性。然而，目前可用的水质检测方法复杂且成本高。        在这方面，日本立命关大学的研究人员最近开发了一种自供电、廉价的浮动生物传感器，用于监测淡水湖和河流输入的水质。本文于2023年9月9日上线，并于2023年11月1日发表在《生化工程学报》第200卷。“我们开发了一种基于微生物燃料电池(MFC)的自供电、独立、浮动生物传感器，用于早期有机废水检测。MFC外壳是由3D打印机制造的，电极是由低成本的碳基材料制造的，”        立命馆大学电气与电子工程系科学与工程学院的Kozo Taguchi教授说，他领导了这项研究。一组日本研究人员已经成功地利用廉价的碳基材料构建了一种自我维持的浮力生物传感器，用于监测水质。这些微生物由于其生物代谢而产生电流。MFC产生的电量与产生电的微生物所消耗的有机废物的浓度成正比。因此，这一特性被用于设计由mfc驱动的有机废物生物传感器。使用廉价的碳基材料，日本研究小组开发了一种基于浮动MFC (FMFC)的自供电生物传感器，以持续跟踪湖泊和河流中的有机污染水平。为此，研究小组用含有致电细菌的土壤填充了FMFC的阳极(发生氧化并释放电子的电极)。阳极细菌随后分解水中的有机物，并将储存的化学能转化为电能。然后，电力输出被用来衡量受污染的水中存在的有机废物。
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