聚苯胺改性陽(yáng)極海底微生物燃料電池及電池性能分析.pdf

1、海底微生物燃料電池（Benthonic microbial fuel cell，BMFC）利用海底沉積泥中的微生物降解有機(jī)物來(lái)獲得電能，具有底物豐富，長(zhǎng)期運(yùn)行，維護(hù)成本低，環(huán)境友好等特點(diǎn)，具有很好的研究?jī)r(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。目前，海底微生物燃料電池不能得到廣泛地實(shí)際應(yīng)用，主要是由于其低的功率密度輸出和長(zhǎng)期運(yùn)行的不穩(wěn)定性，其中陽(yáng)極是限制其功率密度輸出的主要因素之一。
　　在本論文研究中，比較了不同陽(yáng)極材料和預(yù)處理方法以及陰陽(yáng)極面積比

2、分別對(duì)BMFC性能的影響。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，選用碳?xì)肿鳛殛?yáng)極材料，電池性能最穩(wěn)定；陰陽(yáng)極電極最佳面積比為1：1；1 mol/L氨水浸泡處理碳?xì)株?yáng)極時(shí)，BMFC最大開(kāi)路電壓值最高，為0.76 V。
　　為了提高陽(yáng)極的性能，本論文探究了恒電位合成聚苯胺修飾陽(yáng)極不同后處理對(duì)電池性能影響；不同電化學(xué)合成法制備聚苯胺修飾陽(yáng)極對(duì)電池性能影響；聚苯胺分別與鐵化合物、錳化合物的復(fù)合物修飾陽(yáng)極對(duì)BMFC性能的影響。研究結(jié)果表明，氨水后處理PANI修飾

3、的陽(yáng)極提高電池性能的效果最好，最大輸出功率達(dá)5.58 mW/m2；脈沖電位法合成聚苯胺修飾陽(yáng)極的電池輸出功率密度最大，為9.93 mW/m2；聚苯胺與鐵化合物的復(fù)合物修飾陽(yáng)極能夠更好的提高電池性能，最大輸出功率密度達(dá)17.51 mW/m2，是空白對(duì)照組的8.11倍。
　　由于泡沫鎳具有耐堿性以及好的電催化活性，因此本論文利用泡沫鎳作為陽(yáng)極材料，探究了PANI以及PANI-Mn修飾泡沫鎳陽(yáng)極在BMFC中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PANI