酶生物燃料电池ppt_以生物燃料电池_怎么写生物燃料电池

早期将微生物发酵的产物作为电池的燃料；

1910年，英国植物学家马克·比特首次发现了细菌的培养液能够产生电流，他用铂作为电极成功制造出了世界第一个微生物燃料电池[1] ；

20世纪60年代微生物发酵和产电过程合为一体；

20世纪80年代电子传递中间体的广泛应用；

1984年，美国制造了一种能在外太空使用的微生物燃料电池，它的燃料为宇航员的尿液和活细菌，不过放电率极低[1] ；

2002年后，无需使用电子传递中间体。

2016年，英国巴斯大学、伦敦大学玛丽皇后学院及布里斯托尔生物能源中心的研究人员共同推出了一款以尿液充当燃料的为生物燃料电池[2]

工作原理

1、研究表明，阴极是制约MFC产电的主要原因之一。最理想的阴极电子受体应当是氧气，但是从氧气的还原动力学来看，氧气的还原速度较慢，这直接影响了MFC的产电性能。以生物燃料电池以生物燃料电池于是在阴极加入各种催化剂来提高氧气的还原速率的研究开始了。根据阴极催化剂的种类可以将MFC阴极分为非生物阴极和生物阴极。[2]

非生物阴极：

（1）优点：氧气作为唯一电子受体，廉价易得。

（2）缺点：石墨电极需要加入催化剂，铂电极昂贵、易使催化剂中毒失效。

生物阴极：

（1）优点：无需加入重金属催化材料和电子传递介质、不会引起催化剂中毒。

（2）缺点：产生的电流不稳定。[3]

应用优点

既然微生物可以利用如此多的有机原料和无机原料，那么就不必担心要像烧火炉一样每天掏灰，而且不像直接燃烧那么乌烟瘴气，能量利用率也上了一个台阶。[3]

利用方向开发前景

MFC具有广泛的应用开发前景，但是燃料电池功率低束缚了MFC的进一步发展。因此，解决MFC发展的瓶颈因素，应依托生物电化学、深入研究非贵金属催化剂、阴阳极材料的优化、质子交换膜的改善、微生物的筛选和培育、生物膜固化技术、MFC机构的研究与开发。

研究进展

血糖发电

日本东北大学开发出了一种利用血液中的糖分发电的燃料电池。这样的生物电池可为植入糖尿病患者体内的测定血糖值的装置提供充足的电量，为起搏器提供能量。

尿液发电

为处理密闭的宇宙飞船里宇航员排出的尿液，美国宇航局设计了一种巧妙的方案：用微生物中的芽孢杆菌来处理尿液，它会产生氨气，以氨气作为微生物电池的电极活性物质，这样既处理了尿液，又得到了电能。一般在航天条件下，每人每天排出22克尿，能得到47瓦电力。

乳清发电

希腊研究人员研发出了以乳清为原料的微生物燃料电池。研究人员表示，乳清是制造奶酪的副产品，该研究可让工厂从乳清等有机废物中回收能源。乳清富含乳糖，微生物燃料电池中的微生物通过消耗乳糖来产生电流。

污水发电

2013年，美国宾夕法尼亚州立大学环境工程系教授BruceLogan的研究组尝试开发微生物燃料电池，试图将未经处理的污水转变成干净的水，同时发电。该项技术未来还可能实现海水淡化。目前，污水处理费时、费钱，还消耗大量能量，基本是个只投入不产出的行业，成为各国头疼的一大难题。有数据称，5%的电力消费被用于污水处理。因此，又能净化水质、又能发电的微生物燃料电池一旦出现，将有望把污水处理变成一个有利可图的产业。Bruce Logan教授认为，未来污水处理厂通过使用微生物燃料电池不仅可以满足自身用电，还能向外输电。[4]

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