微生物燃料电池启动过程的电化学行为

构建了以初沉池污水接种、铁氰化钾作为阴极液的典型H型无介体微生物燃料电池(MFC),考察了MFC在启动过程中的电化学行为。结果表明:在启动期间,MFC开路电压比闭路电压提前达到稳定,电池内阻的变化决定了MFC的启动过程。铁氰化钾阴极电位的变化幅度较小,阳极电位的降低幅度远大于阴极电位,启动过程电压的变化由阳极电位主导。启动中的电化学阻抗谱(EIS)分析表明,电池电荷转移内阻随着启动过程的进行呈现不断下降的趋势,反映了MFC阳极产电微生物的繁殖与驯化过程。     

微生物燃料电池不同离子强度的实验研究

在相同的基质浓度(COD=1 500 mg/L)下,分别向反应器中加入0、50、100、200、300和400 mmol/L的氯化钠(Na Cl)溶液,考察了不同Na Cl浓度对双室微生物燃料电池(MFC)的电动势、内阻、输出功率和库伦效率的影响。随着Na Cl投加量的增加,内阻显著降低,输出功率的密度相应增加,但浓度过高会导致微生物细胞失水死亡,对MFC产生破坏性影响。当离子强度的浓度为200 mmol/L时,电池产电性能最优,最大开路电压为1 138 m V,内阻为205.8Ω,最大输出功率的密度为230.35 m W/m2,COD去除效率达到90.35%,库伦效率达到30.89%。     

燃料电池内阻在线测试系统研究

内阻是反应燃料电池性能的重要指标,设计燃料电池内阻在线测试系统具有重要意义.但燃料电池内阻具有明显的非线性和时变特性,一般难以精确测量.为了解决这个问题,本文在对燃料电池内阻进行分析的基础上,结合电化学阻抗谱测试思想,提出了一种改进的燃料电池欧姆内阻在线测试法--交流变频调幅测量法,并基于高性能数字信号处理器设计了测试系统硬件电路和软件,得到了较好的测量效果.     

内阻差异对锂离子电池性能的影响

选用正负极体系相同但交流内阻不同的3款锂离子全电池进行电性能测试,比较不同的交流内阻对电池不同放电深度(DOD)下的开路电压、直流阻抗、功率的影响.结果表明:交流内阻的差异对锂离子全电池不同DOD下的开路电压影响不大;交流内阻越大的锂离子全电池相应的直流阻抗也越大,内阻差异在脉冲电流越大时对直流阻抗的影响越明显,在10%~80%DOD区间内,同一交流内阻的锂离子全电池直流阻抗变化不大;交流内阻小的锂离子全电池的功率较强,在深DOD区间下,锂离子全电池的功率明显降低.     

微生物燃料电池在废水处理中的应用研究进展

利用微生物燃料电池技术处理废水,在降解污染物的同时能够产生电能,是一种新型废水处理工艺,具有良好的研究开发价值.作者介绍了微生物燃料电池技术处理废水反应装置的构造和工作原理;概述了电极材料、微生物种类、电池内阻等因素对处理废水与产电性能的影响;总结了该工艺在化工、制药、食品加工、畜牧养殖、垃圾场渗滤液等有机废水和含氮废水中的应用研究现状及进展,并对今后的研究工作提出了建议.     

微生物燃料电池电极材料研究进展

 微生物燃料电池(MFC)是一种具备污水处理和产电功能的生物电化学技术装量,在微生物催化下将有机能转化成电能。综述了MFC 电极材料的研究进展,评述了阳极材料及其功能的修饰、阴极催化剂对污水处理和MFC 产电性能的进展,指出MFC电极材料设计和研究是未来的发展重点。     

微生物燃料电池性能优化及微生物分析

为了进一步提高微生物燃料电池的运行性能,提高硝酸盐降解率及改善电能输出情况,以城镇污水处理厂二沉池污泥为接种源,硝酸钠为电子受体运行典型单室空气阴极微生物燃料电池(MFC)。以1g/L无水乙酸钠、50 mmol/L磷酸盐缓冲液为模拟废水成功启动MFC,运行稳定后,通过碳源、碳氮比(C/N)、硝酸盐浓度、温度4个因素来优化MFC运行性能。实验结果表明:在温度为30℃、无水乙酸钠为碳源、C/N=5∶1、硝酸盐质量浓度为200mg/L时MFC运行性能最佳,硝酸盐去除率均可达到90%以上,最大电压可达到0.462V。最佳状态下经6个周期运行,MFC最高电压为0.62V,功率密度高达4.53 W/m2;交流阻抗分析最佳运行状态下MFC内阻为130Ω,扫描电镜观察到电极表面微生物种类及数量均明显增多。研究证明MFC可以作为含硝酸盐废水产能净化的有效技术。     

微生物燃料电池在污水处理方面的应用研究进展

近年来微生物燃料电池技术在国外接连取得突破性研究成果, 并迅速成为新概念废水处理的热点.介绍了微生物燃料电池技术的原理和特点, 系统综述了该项技术的研究进展, 重点总结了在微生物、介体与电极材料研究等方面的最新研究进展, 分析了存在的问题, 在此基础上指出微生物燃料电池技术研究的重点突破方向.     

微生物燃料电池处理苯酚废水

文章采用能作为电子供体的特征污染物苯酚化合物为阳极室的底物,厌氧微生物为阳极催化剂,钛基-二氧化铅电极为阴极来构建微生物燃料电池,利用阳极室处理苯酚废水,同时输出能量,探求利用微生物燃料电池处理苯酚废水的新模式,且为有毒有害物质的去除提供新方法;同时研究不同温度及苯酚质量浓度对微生物燃料电池处理苯酚废水的性能影响。研究表明,微生物燃料电池能够处理苯酚废水,在苯酚质量浓度为0.15 g/L,温度为35℃的实验条件下去除效率为99.63%。     

微生物燃料电池同步去除硫化物及产电的对比研究

对比研究空气阴极单室与双室微生物燃料电池(MFC)在去除硫化物及产电性能。当硫化物浓度为100mg/L,共基质葡萄糖浓度为812 mg/L时,单室和双室MFC的最大开路电压分别达897.2 m V和821.7 m V,最大输出功率分别为340.0 m W/m~2和273.8 m W/m~2,库仑效率分别为5.6%和10.7%,单室MFC表现出更好的电能输出,而双室MFC的能量转化效率更高。单室MFC运行72小时后,含硫化物废水中的硫化物去除率为75.4%。含硫化物废水中的有机质也可以得到同步去除,TOC的去除率为17.8%。上述结果表明利用MFC去除硫化物并同步产电是可行的,阴极是系统的主要限制因素。     

再碱化后钢筋混凝土电化学性能

采用交流阻抗谱和极化曲线,对再碱化后钢筋混凝土进行电化学研究.再碱化试验参数是:电流密度3A.m-2,5A.m-2;再碱化天数14和28d;电解液为1mol/L的碳酸钠电解液.同批碳化试件分8组再碱化,时间间隔为1,2,3,8,9,10,13个月,然后放入室内.再碱化试验结束后,测试钢筋混凝土的交流阻抗谱、钢筋的开路电位、腐蚀电流和pH;对再碱化后试件的开路电位从-1 100mV经过一定时间正移到-300mV以上的现象进行再碱化模拟试验研究.结果表明,再碱化过程中,阴极钢筋处产生的氢气使钢筋的再钝化比较缓慢;再碱化处理之后要弛豫一段时间才可检测钢筋电化学;在本试验条件下,再碱化后钢筋混凝土电化学性能随着时间衰减;再碱化后10～13个月,电化学性能逐渐趋于稳定.     

高效缓蚀剂对黄河恶化水质中普碳钢的缓蚀作用

采用交流阻抗法和极化曲线法,研究HEDP,PBTCA,HPMA复配缓蚀阻垢剂对材质20G,Q235在黄河恶化水质中的缓蚀效果.加入该种复配缓蚀剂后,两种材质20G,Q235在黄河恶化水质中的腐蚀电流明显减小,其阻抗谱呈现出两个容抗弧特征,表明阴极存在两种反应且受活化控制.XRD结果表明,腐蚀产物由CaCO3(H2O)与(Ca,Mg)CO3两种物相组成.     

4,5-二氨基-2-硫脲嘧啶膜氯化钠溶液中对铜缓蚀性能的研究

通过自组装方法将4,5-二氨基-2-硫脲嘧啶(MPD)分子吸附在铜(Cu)表面,应用电化学极化、电化学阻抗谱(EIS)和拉曼光谱方法,研究其在质量分数为3.5%的氯化钠(NaCl)溶液中的缓蚀能力.在最佳装配条件下,MPD膜的最大缓蚀效率达到98.1%.拉曼光谱研究表明:MPD分子通过N_9-H_(10)和S_7-H_8吸附在Cu表面上.     

膜面积及阳极面积对立方体型MFC产能影响的研究

以生活污水为底物,普通石墨棒为电极,构建立方体型微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)。研究了阳离子交换膜(Cation Exchange Membrane, CEM)面积和阳极面积对微生物燃料电池产电能力的影响.阳极以厌氧污泥作接种体并且无使用中介体,两室分隔物使用阳离子交换膜(cation exchange membrane,CEM),阴极使用无催化剂的普通碳电极.采用几种不同的阳极面积和阳离子交换膜面积,以最大功率密度和内阻等作为比较参数,比较其产电性能.实验结果表明：（1）当阳离子交换膜面积较小时,功率密度随其增加而增大,内阻则随其增加而减小.但两者的变化幅度均逐渐减小.两者到达极值后,功率密度随其增加而减小,内阻则随其增加而增大.在膜面积为21cm2的时候,电池各项性能指标均达到最佳,其开路电压（OCV）为233mV,最大功率密度为3.44mW?m-2,电池内阻为2.10 KΩ.（2）MFC产能除了与膜面积相关外,受阳极面积的限制也很大,要得到最大的能量输出,膜面积应该略大于阳极面积.最佳产能时离子交换膜与阳极的面积比为1.37.     

充氢的X80高强钢在不同土壤中的电化学行为研究

基于极化曲线法和电化学阻抗谱法(EIS)研究充氢的X80高强钢在格尔木、大港站、大庆站、拉萨站4种模拟土壤溶液中的电化学行为。结果表明:不同充氢时间下的X80高强钢在4种模拟土壤溶液中的极化曲线均只表现出活化溶解状态,而未出现活化-钝化转变区,在一种土壤溶液中,其自腐蚀电位随充氢时间的延长逐渐下降,腐蚀电流密度增大,充氢促进了高强钢的腐蚀;在同一充氢时间下电荷转移电阻Rct在4种模拟土壤溶液中从拉萨站、大庆站、大港站到格尔木站依次减小。这4个站点土壤溶液耐腐蚀性能依次增强,与极化曲线中的分析结果一致。     

混凝土模拟液中钢筋腐蚀电化学测试结果比较

为了研究电化学噪声(ENM)、电化学阻抗谱(EIS)和线性极化(LPR)3种方法对混凝土中钢筋锈蚀情况评价的可靠性,采用不同Cl-浓度的高碱性模拟液对钢筋进行浸泡,在钝化期和腐蚀期分别用3种方法测试了极化电阻,并分析了不同方法对腐蚀机理的表征.结果表明:3种方法得出的极化电阻值比较接近;当体系处于活化腐蚀状态时,ENM和LPR结果符合较好,EIS结果略小;当体系处于钝化状态时,EIS和LPR结果吻合,而ENM结果明显偏小;ENM和EIS对腐蚀机理的表征是一致的.3种方法对钢筋腐蚀的评价均具有较高的可靠性.     

E-SSD:目标特征增强检测算法

针对SSD目标检测算法在检测目标过程中存在漏检的现象,提出一种特征增强的SSD目标检测算法。该算法通过将特定连续特征层进行特征融合,获取更为丰富的目标细节特征信息,以此来改善目标的特征表达效果,提升目标检测正确率。经仿真测试,该算法对车辆、自行车和行人等道路参与者检测效果均有提高,在PASCAL VOC2007数据集上的测试结果与原有SSD检测算法相比,mAP提高0.78%,适合于车载与移动机器人等场景的目标检测应用环境。     

镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为

为研究镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为,采用电沉积技术制备了Ni--P、Ni--Fe合金镀层,对其结构与耐蚀性能进行检测.结果表明:不同镍基合金镀层在冬季降水中耐蚀性能不同,其中Ni--Fe合金镀层由于Fe掺杂增加了镍基合金与氧的亲和力,可以快速在Ni--Fe合金镀层表面形成一层连续的氧化膜,对基体起到很好的防护作用,电位最正,自腐蚀电流密度值最小,耐蚀性较好,年腐蚀速率约为20号钢的1/2;而Ni--P合金镀层表面形成氧化膜的速率较缓慢,阻抗值较低,不适合在北方老工业城市的室外装饰与防护中应用.     

染料敏化太阳能电池的内部阻抗分析

为了进一步研究染料敏化太阳能电池的性能与内部阻抗的关系，应用电化学阻抗谱来研究电池内部电子转移过程的阻抗特性．结合适当的等效电路和理论模型对电池的阻抗谱图进行分析，结果表明，电池的内部阻抗主要来自至少3个方面：高频区域为铂和电解质界面的阻抗；中频区域为电子在二氧化钛薄膜中的传输和复合阻抗；低频区域为电解质内部的扩散阻抗．其中电子在二氧化钛薄膜中的传输和复合阻抗是影响染料敏化太阳能电池内部阻抗的主要方面，电解质的扩散对电池内部阻抗的影响较小．