无中间体无膜微生物燃料电池的构建与运行

微生物燃料电池(MFC)是一种以微生物为阳极催化剂,将化学能直接转化成电能的装置。构建了一个无中间体、无膜的微生物燃料电池,电池以生活污水为初始接种体,以葡萄糖水溶液为原料,考察了溶液浓度、外电阻、温度、氧气和苯酚加入等因素对电池性能的影响,分析了电池中微生物的生化反应动力学特征。结果显示:微生物燃料电池中电流的产生主要是依靠电极表面吸附微生物直接将代谢产生的电子传递给电极表面所致;电池适宜温度为35℃,氧气的存在不利于电池电流输出;在低浓度范围内(<500mg·L·1),电池电压输出与溶液浓度之间符合Monod方程;电池电压与外电阻之间呈直线关系(V=525-418i,相关系数r=0.998),由此可推出,电池内电阻为418°;而经过长期驯化,电池能适应苯酚的存在,但苯酚降解对电池电流的输出贡献较小。