本发明涉及利用中空纤维膜供应CO-(2)的微生物电合成反应器及其使用方法；反应器采用不锈钢片和生物载体,中空纤维膜组合的方式；利用不锈钢片和生物载体组合的电极,强化了电子转移；通过中空纤维膜以无泡曝气的方式向生物载体中的微生物提供充足碳源。电极由不锈钢片和碳毡组合而成,为微生物提供大量的附着位点；利用中空纤维膜的优势在碳毡内部曝气,向生物膜内部的微生物提供充足的碳源,解决了最大的限制厌氧生物膜活性的问题；本发明的电极采用不锈钢片和生物载体叠加的方法,在保证高库伦效率的前提下,是反应器的电极电流密度增加了10倍。由于生物载体上存在不同功能的微生物群落,实现碳链的延长,合成附加值更高的丁酸。

本发明涉及一种微生物燃料电池用阳极及其制备方法、微生物燃料电池,属于微生物燃料电池技术领域。本发明的微生物燃料电池用阳极,包括电极材料和附着在电极材料表面的修饰材料；所述修饰材料包括二硫化钼纳米片和分散在二硫化钼纳米片之间的碳纳米管。本发明的微生物燃料电池用阳极中附着在电极材料表面的修饰材料将导电性良好的碳纳米管分散在二硫化钼纳米片之间,不仅可以显著增强修饰材料的导电性,还可以增大阳极的电活性表面积,为微生物的附着和生长提供更多的位点和空间,有利于在阳极表面形成致密的生物膜,缩短微生物燃料电池的启动时间,增大微生物燃料电池的最大输出电压和最大输出功率密度。

本发明涉及了一种人工湿地微生物电池,所述人工湿地微生物电池包括：下流反应器、阳极和空气阴极；下流反应器的内部设置有玻璃纤维棉分隔层,玻璃纤维棉分隔层将所述下流反应器的内腔分为上腔和下腔两部分；上腔和下腔内均填充有砾石与厌氧污泥；阳极和空气阴极分别设置于下流反应器的底部和顶部；阳极包括第一不锈钢网和第一石墨毡,第一石墨毡设置在第一不锈钢网的外部；空气阴极包括第二不锈钢网和第二石墨毡,第二不锈钢网包裹在所述第二石墨毡的外部。本发明的人工湿地微生物电池无需种植植物,且设置其支撑作用的砾石,减少污泥堵塞,本发明克服了植物和污泥堵塞效应对产电性能的影响,提高了输出功率密度。

本发明公开一种利用3D技术制备活性多孔Co-Cu-Ti-(4)O-(7)复合三维电极的方法及应用,通过制备Co-Cu前体,其相较单质的Co和Cu电化学性能更优,将Co-Cu前体与改性的Ti-(4)O-(7)粉末采用“机械混合法”、“溶解沉淀法”或“溶剂蒸发法”混合均匀,且Co-Cu前体和改性的Ti-(4)O-(7)粉体经羟基基团紧密复合,得到Co-Cu-Ti-(4)O-(7)复合粉末,再利用3D技术打印出多孔Co-Cu-Ti-(4)O-(7)复合三维电极,最后将多孔Co-Cu-Ti-(4)O-(7)复合三维电极增强活性化处理,使打印出来的电极表面的活性位点进一步增多,得到活性多孔Co-Cu-Ti-(4)O-(7)复合三维电极,其应用到污水处理中,其能大大提升净化污水的效果。

本发明提供一种光催化紧密耦合微生物燃料电池、制备方法及应用,涉及环境、材料和能源领域,具体技术方案如下：一种光催化紧密耦合微生物燃料电池,包括阴极和阳极,所述阳极包括生物阳极和光阳极,所述生物阳极和光阳极并联连接,所述光阳极包括光催化剂和阳极基底Ⅰ,所述光催化剂附着在阳极基底Ⅰ上。本发明在微生物燃料电池中引入光催化剂,通过光催化剂及其负载的电极与传统的微生物燃料电池的电极并联构成光催化紧密耦合微生物燃料电池的阳极。在微生物降解的过程中加入光催化的过程,加快有机污染物的降解,提高微生物燃料电池的产电性能。

本发明涉及一种碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极及其制备工艺、应用,属于污水净化与废水资源化利用技术领域。制备包括如下步骤：1、去除碳毡上附着的杂质并烘干,将烘干后的碳毡进行蚀刻处理；2、以步骤1预处理后的碳毡为原料,通过水热法将铁、镁、壳聚糖负载于步骤1获得的碳毡表面；3、以步骤2获得的碳毡基铁/镁/氮掺杂碳催化电极为原料,通过水热法将锆的金属有机框架结构负载于步骤2获得的碳毡表面；然后,通过煅烧将铁、镁和锆氧化。本发明的碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极应用于微生物燃料电池(MFC)并优化处理工艺,实现了核废水中放射性离子的去除和稀土金属的回收。

本发明提供一种热电辅助的微生物-光电化学系统,包括微生物阳极、光阴极、热电片和散热器；微生物阳极和光阴极则通过导线连接到电路；系统侧面或者底部直接与热电片热端连接,将系统红电解液热量传递到热电片的热端,热电片的冷端与散热器连接；热电片电路与微生物阳极和光阴极连接,将热电转换生成的电流连接到微生物-光电化学系统中。本发明通过热电转换器件对光热进行利用,一方面提升系统太阳能的转化利用效率；同时降低光热对微生物阳极的影响。

本发明属环保水处理及生物燃料电池技术领域,为改善单个微生物燃料电池硝基苯降解率的局限性,提高有机物矿化度和发电量,提供一种串联连续流微生物燃料电池系统及其制备方法和在降解硝基苯废水中的应用,由两个双室微生物燃料电池MFC1、MFC2组成,MFC1和MFC2的阳极分别静置,阴极串联连接；阳极室与阴极室之间通过离子交换膜分割开,MFC1和MFC2的阳极室与阴极室内的电极为Fe@Fe-2O-3/PANI/PEG改性碳毡；阴极室内设饱和甘汞电极作为参比电极；阳极、阴极通过铜线连接1000Ω外部电阻,形成完整电路回路,在外接电阻上并联电压采集器。改善了电子传递和体系的传质性与处理量,实现性能和效率的提升。

本发明公开了一种钴基钼锰催化电极,其以不锈钢网为作为基底；以钴、钼和锰的氧化物作为多晶催化剂。本发明还公开了上述钴基钼锰催化电极的制备方法,以及上述钴基钼锰催化电极在处理含银废水中的应用。本发明制备出了还原贵金属银的钴基钼锰催化电极,能显著提高MFC的电化学性能,进而促进阳极产电微生物的加速代谢,更进一步提高系统电压；同时催化电极作为贵金属银的还原位点,可以有效的还原银离子,实现银离子的高效去除和回收。

一种辅助产电的光合微生物在微生物燃料电池中的应用属于微生物领域。微生物属于Pseudomonas(假单胞菌属),为Pseudomonas mendocina(门多萨假单胞菌),编号：LR134290,用于辅助微生物菌株降解污水中的有机污染物。进一步,在MFCs两室中分别加入阳极缓冲液、阴极缓冲液和碳布。其中,阳极的碳布接种野生菌等大肠杆菌菌株,阴极的碳布接种光合微生物菌株。光合微生物菌株在MFCs阴极室辅助大肠杆菌BL21野生菌或大肠杆菌F6PB菌株产电。现有的PMFCs产电效率极低,无法满足在处理废水等污染物需求。本专利所筛选的菌株在辅助产电菌时,可使燃料电池所产生的电压至少提高两倍。