新型滴滤式生物阴极微生物燃料电池的性能研究

微生物燃料电池( MFC) 是利用微生物的催化作用，在净化污水的同时将污水中的有机物转化为电能的一种节能型污水处理新技术［1］。阴极作为MFC 的重要组成部分，受到研究者的广泛关注［2 ～ 7］。早期的研究者多使用Pt 作为阴极催化剂，但存在成本高、稳定性差等不足。因此，研究Pt 的替代物成为阴极研究的重点。生物阴极采用微生物作为阴极催化剂，可以大大降低MFC 的建造成本，提高运行的稳定性，还可以去除水中的多种污染物［8］，但一般需要向阴极溶液中曝气，提供阴极反应的氧气，从而增加了装置的运行成本。若能设计出不需机械曝气的生物阴极MFC，则可降低运行成本。因此，开展自然充氧型生物阴极的研究具有重要意义。有学者已开展了相关研究，如He 等设计的生物转盘型阴极MFC，通过转盘的转动实现了自然充氧［9］，但获得的最大电流不到0． 1 mA。笔者首次将滴滤池原理引入MFC 体系，提出了滴滤式生物阴极MFC，通过在阴极强化自然充氧，在没有施加机械曝气的条件下实现MFC 的产电和净化污水功能，为生物阴极型MFC 的实用化提供了新思路。