江南大学李秀芬，任月萍等：阳极电解液的回收利用可增加微生物燃料电池内部无机碳积累且自缓冲能力提高
推荐：董小橙
编译：晚香
编辑：董小橙
江南大学环境与土木工程学院李秀芬教授与任月萍副教授为共同通讯作者于2019年4月19日在Science of The Total Environment期刊发表题目为《Endogenous inorganic carbon buffers accumulation and self-buffering capacity enhancement of air-cathode microbial fuel cells through anolyte recycling》的文章，该文章首次阐明了内源性IC缓冲液在部分阳极电解液回收模式下的积累规律及其自缓冲效果。
文章重点
通过对部分阳极电解液的回收，实现了自缓冲操作
在阳极回收电解液运行模式下，IC通过SGompertz模型在MFCs中积累
采用50%的阳极回收电解液使MFC的电功率提高了2.3倍
文章摘要
微生物燃料电池（MFCs）在运行过程中不可避免地会发生阳极电解液酸化的问题，这种问题限制了电活性菌的增殖和代谢，从而会导致电能恶化。阳极代谢的最终产物是由H2CO3(CO2的溶解)，HCO3−和CO32−组成的无机碳（IC），该类物质是理想的内部缓冲液，然而，自发状态下积累的IC远远不足以防止溶液的酸化。本研究中，通过添加不同体积比例（10%，30%和50%）的回收液以增加MFCs单室空气阴极中IC的浓度。在回收的阳极电解液运行模式下，IC的积累规律符合SGompertz模型，当回收的阳极电解液比例由10%增加至30%和50%，拟合的IC渐近浓度（ICAC）呈现指数级增长为18.5 mM，24.4 mM和32.8 mM。当MFC的原料为1g/L的醋酸盐，阳极回收电解液比例超过50%时可实现自缓冲运行。当使用50%的回收方案，电功率从原来的272.4 mW/m2增加至628.5 mW/m2。库伦效率（CE）也显著性增加。本文首次阐明了内源性IC缓冲液在部分阳极电解液回收模式下的积累规律及其自缓冲效果。
关键词：微生物燃料电池，阳极电解液酸化，自缓冲，阳极电解液回收，无机碳
图片摘要
文中重要图片说明
图1 | IC相关性。
图2 | HCO3−和CO32−的累积浓度。
图3 | MFCs电解液的pH和U的变化。
图4 | MFCs的功率密度和极化曲线以及电极电位曲线。
图5 | MFCs的CV曲线和生物电容。
图6 | 阳极生物在门和属的微生物群落结构。
图7 | MFCs中阳极电解液悬浮的生物浓度和CE曲线。
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