產氣腸桿菌燃料電池產電機制研究

摘要： 基于鐵還原菌的微生物燃料電池(MFCs)與基于產氫細菌的MFCs各有優劣,前者能量利用效率高,但底物利用范圍有限;后者底物利用廣泛,但其依靠懸浮細胞產電,電子回收率較低.本研究以1株具有鐵還原活性的產氫菌Enterobacter aerogenes XM02為產電微生物,構建了3種不同陽極材料的空氣陰極MFCs,通過輸出電壓和庫侖效率的比較以及掃描電鏡觀察陽極形貌等方法對此菌的產電機制進行探討.結果發現,采用比表面積大且具有氫催化活性的碳氈作為陽極材料時,可顯著改善MFCs性能,庫侖效率由載鉑碳紙陽極MFC的1.68% 提高至42.49%,遠高于已報道的其它產氫菌燃料電池.掃描電鏡證實大量細菌細胞附著在陽極表面,形成陽極生物膜.采用非生長基質實驗排除懸浮細胞的產電作用,證明附著在陽極的生物膜對產電起主導作用,認為生物膜原位產氫-氧化是此菌的主要產電機制. 作 者： 張錦濤    周順桂    張禮霞    盧娜    鄧麗芳    倪晉仁    ZHANG Jin-tao    ZHOU Shun-gui    ZHANG Li-xia    LU Na    DENG Li-fang    NI Jin-ren   作者單位： 張錦濤,ZHANG Jin-tao(北京大學深圳研究生院城市人居環境科學與技術重點實驗室,深圳,518055;廣東省生態環境與土壤研究所,廣州,510650;北京大學環境工程系,北京,100871)

周順桂,張禮霞,鄧麗芳,ZHOU Shun-gui,ZHANG Li-xia,DENG Li-fang(廣東省生態環境與土壤研究所,廣州,510650)

盧娜,LU Na(廣東省生態環境與土壤研究所,廣州,510650;北京大學環境工程系,北京,100871)

倪晉仁,NI Jin-ren(北京大學深圳研究生院城市人居環境科學與技術重點實驗室,深圳,518055;北京大學環境工程系,北京,100871) 

期 刊： 環境科學  ISTICPKU   Journal： CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE  年，卷(期)： 2009, 30(4)  分類號： X382  關鍵詞： 微生物燃料電池    產氣腸桿菌    庫侖效率    電子回收    生物膜   

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