微生物燃料电池的研究应用进展  

Research and application advances in microbial fuel cell

作　　者：王维大[1,2] 李浩然[2] 冯雅丽[1] 唐新华[3] 杜竹玮[2] 杜云龙[1] 

机构地区：[1]北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083 [2]中国科学院过程工程研究所生化工程重点实验室,北京100190 [3]新加坡国立大学土木与环境工程学院水研究中心,新加坡117576

出　　处：《化工进展》2014年第5期1067-1076,共10页Chemical Industry and Engineering Progress

基　　金：中国大洋矿产资源研究计划(DY125-15-T-08);国家自然科学基金(21176026;21176242)项目

摘　　要：微生物燃料电池是利用微生物作为催化剂,氧化分解生物质同时输出电能的一种新装置,因其可将生物质中化学能直接转化为电能,可获得更高的能量转化效率,是未来缓解能源和环境问题的有效途径,引起了科研工作者的广泛关注。本文结合近几年微生物燃料电池的发展,综述了产电微生物种类、电池材料及其改性、反应器的放大以及微生物燃料电池应用方面的研究进展,分析了该领域未来发展的主要方向及面临的问题,指出筛选和诱导产电菌对不同有机底物的耐受性,开发高效价廉的电极材料以及构建易于放大的电池模式,是微生物燃料电池未来研究的重点。在此基础上,应该着重于反应器放大,深入研究其在废水处理、产氢、微生物电化学合成以及传感器方面的应用,确定其实际应用的相关参数和模型,为微生物燃料电池早日实际应用打下坚实基础。Microbial fuel cell （MFC） was a tool for generating electrical currents via oxidizing organic compounds by using microorganisms as a biocatalyst. It was an effective approach to alleviate energy and environmental problems in the future,because it can convert chemical energy directly to electrical energy with biomass reactions,with higher energy conversion efficiency. This paper reviewed the new advances of electrogenesis microorganism species application , electrode materials and their modifications in MFC. The main developing directions and problems in this field were analyzed. The screening and mutagenesis of electrogenesis microorganisms to the tolerance of different organic substrates,the development of high efficiency and low price electrode materials and the construction of easy scale-up model of MFC were the focuses of research. The development of MFC should be focused on the scale-up of reactor in wastewater treatment,hydrogen production,electrochemical synthesis and biosensor,and determination of the operation parameters and models.

关 键 词：微生物燃料电池 电极材料 放大 废水处理 产氢 微生物电化学合成 生物传感器 

分 类 号：TM911.45[电气工程—电力电子与电力传动]