【正文】 ；以上述研究為基礎，提出了以某生物乙醇制造廠已有發(fā)酵罐作為 MFC電池系統(tǒng)的陽極半電池，在其周圍建立小球藻光生物反應器陰極半電池的 MFC綜合系統(tǒng)項目設想，并進行了應用策劃和經(jīng)濟可行性分 析評估。分析結(jié)果證明正是微藻等光合自養(yǎng)微生物產(chǎn)生的有機物供給了異養(yǎng)微生物的生長及產(chǎn)電，但光合作用的產(chǎn)物 O2也會對異養(yǎng)產(chǎn)電微生物的產(chǎn)電有所抑制。 藻菌協(xié)同產(chǎn)電方式 藻菌協(xié)同產(chǎn)電是光合自養(yǎng)的微藻與異養(yǎng)產(chǎn)電的微生物一起在 MFC陽極室中光照培養(yǎng)，微藻光合作用產(chǎn)生的有機物 (例如分泌的多糖 )供給異養(yǎng)產(chǎn)電微生物進行氧化分解， MFC通第一章 文獻綜述 5 過這種藻菌增效的方式進行產(chǎn)電。h(以培養(yǎng)室體積計 )。此 MFC中 H2/H+(電極催化 H2氧化產(chǎn)生 H+和電子 )承擔了電子介體的作用，將微生物細胞代謝產(chǎn)生的電子傳遞給陽極電極， 1964年 Berk等 [6]對這一過程進行過驗證。 Zou等 [16]利用一單室 MFC接種含藻淡水，在未添加有機底物、緩沖鹽、南京工業(yè)大學本科畢業(yè)論文 4 電子介體的條件下，僅依靠光合作用產(chǎn)生了 (聚苯胺修飾陽極電極時 )和(聚吡咯修飾陽極電極時 )的功率密度。 微藻直接產(chǎn)電方式 19801990年間， Tanaka課題組報道了一系列利用 MFC陽極室培養(yǎng)藍藻并產(chǎn)電的研究[11,12,13]，第一次證實微藻在光照培養(yǎng)時能產(chǎn)生 電流，并且光響應迅速。最近 Rosenbaum等 [10]提出將藍藻在光生物反應器中固定化培養(yǎng)，產(chǎn)生易于降解的代謝產(chǎn)物后再通入耦聯(lián)的 MFC陽極室中供產(chǎn)電微生物利用，此方式可以提高 MFC的庫倫效率。 原位利用方式是將藻類作為底物直接加入 MFC陽極室進行利用。 微藻陽極底物 型 MFC 第一章 文獻綜述 3 微藻陽極底物型 MFC是將微藻作為陽極室陽極板上微生物可資利用的底物所構(gòu)建的MFC。他們以 Rhodospirillum rubrum(紅螺菌屬 )于陽極室厭氧光照培養(yǎng)，同時將 bluegreen marine algae(藍藻 )附著于多孔鉑電極上于陰極室光照培養(yǎng)構(gòu)建 MFC，獲得 及 750mA/m2的短路電流。在陰極區(qū)，電子、質(zhì)子和氧氣反應生成水。 微生物燃料電池的工作原理 微生物燃料電池利用微生物 作為反應主體，利用微生物的代謝產(chǎn)物作為物理電極的活性物質(zhì)，引起物理電極的電位偏移，增加了電位差，從而獲得電能，即將燃料的化學能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。如果能源和環(huán)境問題得不到有效解決，不僅人類社會可持續(xù)發(fā)展的目標難以實現(xiàn)，而且人類的生存環(huán)境和生活質(zhì)量也會受到嚴重 影響。社會發(fā)展至今天，人類己經(jīng)強烈地意識到和感受到生存環(huán)境所受的威脅，也熱切 地期盼著生活空間質(zhì)量的改善。 the average level of dissolved oxygen in cathode is stable and approximately / L, The COD treatment rate of the anode artificial wastewater is % after 10d.. cultivating Chlorella in the cathode chamber of the MFC don’t cause poisoning, chlorella growed very good. Key words: Chlorella, microbial fuel cell (MFC), biocathode, the output voltage IV 目 錄 ABSTRACT ............................................................................................................................... III 第一章．文獻綜述 .................................................................................................................... 1 能源發(fā)展與環(huán)境問題 ........................................................................................................... 1 微生物燃料電池 ................................................................................................................... 1 微生物燃料電池的工作原理 ........................................................................................ 1 微藻型微生物燃料電池 ....................................................................................................... 2 微藻陽極底物型 MFC................................................................................................... 2 微藻生物陽極型 MFC.................................................................................................... 3 微藻生物陰極型 MFC.................................................................................................... 5 微生物燃料電池的應用前景 ............................................................................................... 5 本課題研究內(nèi)容，目的及意義 ........................................................................................... 6 本課題研究目的及意義 ................................................................................................. 6 本課題的主要研究內(nèi)容 ................................................................................................ 6 第二章 實驗材料與方法 ..................................................................................................... 7 實驗材料 ............................................................................................................................... 7 主要試劑及儀器 ............................................................................................................. 7 實驗裝置 ......................................................................................................................... 8 實驗方法 ............................................................................................................................... 9 MFC 的接種及啟動運行 ................................................................................................ 9 MFC 運行條件 .............................................................................................................. 11 測定指標及方法 .......................................................................................................... 12 實驗材料處理方法 ...................................................................................................... 12 實驗內(nèi)容 ....................................................................................................................... 12 第三章 結(jié)果與討論 ............................................................................................................... 14 各周期輸出電壓的情況 ..................................................................................................... 14 各周期陰極藻的生長情況 ................................................................................................. 15 各周期陽極人工廢水的 COD 處理情況 .......................................................................... 16 V 各周期陰極溶氧的變化情況 ............................................................................................. 17 第四章 結(jié)論與展望 ............................................................................................................... 20 結(jié)論 ..................................................................................................................................... 20 展望 ..................................................................................................................................... 21 參考文獻 .................................................................................................................................... 22 第一章 文獻綜述