【摘 要】
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以斜生栅藻生长产生氧为电子受体的光合微生物燃料电池(PMFC)和外加CO2光合微生物燃料电池(AC-PMFC)联合构建成微生物碳捕获电池(MCC).研究MCC在不同运行条件下的产电性能及
【机 构】
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昆明理工大学环境科学与工程学院,云南昆明650500;云南省农业技术推广总站,云南昆明650000
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以斜生栅藻生长产生氧为电子受体的光合微生物燃料电池(PMFC)和外加CO2光合微生物燃料电池(AC-PMFC)联合构建成微生物碳捕获电池(MCC).研究MCC在不同运行条件下的产电性能及影响因素.测量MCC,PMFC和AC-PMFC三种系统中的电压、溶解氧和pH.结果表明,产电压趋势与所有系统中的藻类阴极的氧浓度相关,电解液pH也能影响MFC电压的产生.三种类型的MFC中,MCC产电性能最佳,其电压和功率密度分别可达492mV和102.3mW/m2,最大功率密度分别比PMFC和AC-PMFC高42.33％,54.08％.AC-PMFC由于添加了相对高浓度的CO2,抑制了微藻的生物活性和光合作用,产生的电压和功率密度最低.用SEM观察长期运行后的MCC的阴极表面藻类的形貌特征,藻生物膜与电极板表面能够生成一层高浓度的原位氧膜.电化学分析表明斜生栅藻-生物膜本身不能直接接收来自极板上的电子,无生物催化活性.但这层膜可促进O2的还原速率且可有效降低电池内阻.PCR和16S rRNA基因检测技术分析结果表明,MFC中的Chao1指数为170,而PMFC为152,MCC为145,阴极中的过饱和氧可通过管道输送到阳极并影响阳极的微生物群落.本研究结果为进一步改善藻类微生物碳捕获电池性能提供基础.
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