碳材料阴极对海底沉积物燃料电池性能影响  

Effect of carbon cathode materials on performance of benthonic microbial fuel cells

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作  者:张业龙[1] 付玉彬[1] 董青[1] 刘媛媛[1] 卢志凯[1] 

机构地区:[1]中国海洋大学材料科学与工程研究院,山东青岛266100

出  处:《电源技术》2013年第10期1764-1766,共3页Chinese Journal of Power Sources

基  金:国家海洋局可再生能源专项资金项目(GHME2011-GD04);山东省自然科学重点基金项目(ZR2011BZ008)

摘  要: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。The effect of different carbon cathode materials on benthonic microbial fuel cells' (BMFCs) electricity production performance was investigated. The results show that when rayon-based carbon fiber, PAN-based carbon fiber, carbon brush, carbon fiber felt, foamy carbon, carbon rod and carbon plate are used as BMFCs' cathodes, respectively, they share a similar stable potential and start-up time; the polarization resistance ability is weaker in turn; the maximum power densities is 45.78, 37.64, 35.24, 28.94, 22.16, 16.84, 16.17 mW/rrF; the internal resistance is 361,402, 425, 445, 523, 572, 637 ~; the long-term stable output power was 0.70, 0.65, 0.60, 0.50, 0.45, 0.31, 0.35 mW, respectively. The SEM and diffusion kinetics analysis of cathodes show that the surface area is one of the key factors which limits the output power of BMFCs. The results give a reference to BMFCs' practice application and optimizing design.

关 键 词:碳材料 阴极 微生物燃料电池 海底沉积物燃料电池 产电性能 

分 类 号:TM911.4[电气工程—电力电子与电力传动]

 

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