• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 6
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩投注参考: 一种用于微生物燃料电池改进效果评价的方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201210162449.9

    申请日:

    2012.05.24

    公开号:

    CN103424700A

    公开日:

    2013.12.04

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01R 31/36申请公布日:20131204|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/36申请日:20120524|||公开
    IPC分类号: G01R31/36 主分类号: G01R31/36
    申请人: 南开大学
    发明人: 李凤祥; 周启星; 衣相菲; 林茂宏
    地址: 300071 天津市南开区卫津路94号
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201210162449.9

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.06.08|||2013.12.25|||2013.12.04

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及用于废水能源化处理的生物燃料电池改进的评价方法,该方法利用微生物燃料电池功率密度曲线及斜率对其改进措施的效果进行评价分析。本发明可实现对微生物燃料电池改进措施的直接对比评价,量化分析微生物燃料电池在功能菌种、电子供体和受体、电极材料与构型等方面的改进措施对提高产能效率的贡献。因此本发明在微生物燃料电池研发过程中,可帮助选择高效功能菌、电子供体和受体以及材料等,缩短研究周期。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种基于功率密度曲线及其斜率的微生物燃料电池改进效果评价方法,其特征在于分别利用功率密度和电流密度作为纵轴和横轴得到功率密度曲线,曲线上的点代表一定技术条件下的微生物燃料电池电能输出效果,经过改进后,代表输出功率密度的点在曲线上的位置发生变化,对比两点处的曲线一阶导数值,定量评价改进的效果。

    2.  根据权利要求1所述的微生物燃料电池改进效果评价方法,其特征在于所述功率密度曲线坐标图是以功率密度和电流密度作为纵轴和横轴。

    3.  根据权利要求1所述的微生物燃料电池改进效果评价方法,其特征在于利用功率密度曲线上的点对应一定技术条件下的微生物燃料电池能量输出效果。

    4.  根据权利要求1所述的微生物燃料电池改进效果评价方法,其特征在于利用功率密度曲线上的点对应的曲线一阶导数值定量评价改进效果。

    5.  根据权利要求1所述的微生物燃料电池改进效果评价方法,其特征在于微生物燃料电池改进后,其能量输出效果在功率密度曲线上对应点的位置发生改变,对比曲线在两对应点出处的一阶导数,导数值增加越多,改进效果越好。

    说明书

    说明书一种用于微生物燃料电池改进效果评价的方法
    技术领域
    本发明涉及污水能源化处理领域,特别是一种用于微生物燃料电池改进效果评价的方法,可用于提高微生物燃料电池能量输出评价,缩短研究周期。
    背景技术
    微生物燃料电池可以将废水中有机污染物的化学能转变成电能,实现废水能源化处理,在可更新能源和有机废水处理领域受到人们的重视。微生物燃料电池通常由电极室、阴阳电极、产电功能菌和外电路构成。产电微生物以废水中的有机污染物作为电子供体,通过生化作用产生的电子经外电路传输至阴极,产生的质子在电极室内传输至阴极,质子和电子在阴极与电子受体反应,最终电子经外电路转移实现能量回收、有机污染物得到降解。微生物燃料电池具有独特优点,不需要外部能源供给,同时完成有机污染物的去除和能量回收,具有广阔应用前景。
    微生物燃料电池目前仍然处于实验室研究阶段,一些问题亟待解决。首先是微生物燃料电池成本高,包括使用的电极材料和催化剂等成本较高。在使用既相对廉价的反应器材料而又能提高其产能效率研究方面,还要续进行大量研究工作。阳极生化反应产生的电子和质子分别需要经过外电路和电池内液体转移至阴极,而电池构型、电极材料、电极液性质影响着电子和质子的这一转移过程,主要表现为电极电阻、电极外阻、扩散电阻和极化电阻。电子和质子转移过程需要消耗大量能量克服这些阻碍。功能菌种是微生物燃料电池产能基础,菌群构成和驯化、较弱的生物催化氧化特性对产能效率有着直接影响。此外,在反应器放大中试、能量输出控制、以及与相关工艺联用与拓展等方面还有大量工作要做。
    研究实践表明,要提高微生物燃料电池的产能效率,需要在反应器构型、材料、功能菌、机理等影响因素方面深入研究和改进。每一个影响因素的深入研究都需要进行大量对比测试,评估改进提升效果,如催化剂的选择使用,就需要大量分析和验证工作。如何定量对比分析每次改进后的产能效率来评价改进工作,是缩短微生物燃料电池研究周期和提高研发效率的重要环节。
    发明内容
    本发明的目的在于提供一种微生物燃料电池改进后效能评价的方法,以定量对比分析对微生物燃料电池改进效果,提升研究效率。
    为实现上述目的,本发明采用了一种基于功率密度曲线及其对应一阶导数的微生物燃料电池改进效果评价方法,其特征在于分别利用功率密度和电流密度作为纵轴和横轴得到功率密度曲线,曲线上的点代表一定技术条件下的微生物燃料电池电能输出效果,经过改进后,代表输出功率密度的点在曲线上的位置发生变化,对比两点处的曲线一阶导数值,定量评价改进的效果。具体技术方案步骤如下:
    (1)微生物燃料电池某项改进完成后,在电压稳定输出阶段进行检测,完成功率密度、电流密度等的检测分析。
    (2)分别以功率密度和电流密度作为纵坐标和横坐标建立功率密度曲线坐标图。经过改进后,功率密度曲线上代表微生物燃料电池输出功率值的点的位置会沿着曲线发生移动。
    (3)分析曲线上代表改进前后微生物燃料电池输出功率点所对应的功率密度值,可以评价产能输出变化幅度;以两点处曲线一阶导数值定量评价改进措施对微生物燃料电池产能效率的贡献;曲线上一阶导数值大于1的点对应的微生物燃料电池,在提高相同幅度电流密度条件下,功率密度升高幅度要较一阶导数值小于1的点对应的微生物燃料电池更大。
    所述的微生物燃料电池改进效果评价方法,其特征在于所述功率密度曲线坐标图是以功率密度和电流密度作为纵轴和横轴。
    所述的功率密度曲线上的点对应一定技术条件状态下的微生物燃料电池能量输出效果。
    评价方法的特征在于利用功率密度曲线上的点对应的曲线一阶导数值定量评价改进效果和提升潜力。微生物燃料电池改进后,其能量输出效果在功率密度曲线上对应点的位置发生改变,对比曲线在两对应点出处的一阶导数,导数值增加越多,改进效果越好。
    本发明的有益效果:
    采用功率密度曲线及及其对应一阶导数值评价微生物燃料电池的改进研究,其有益效果表现在可定量、直观分析改进对于微生物燃料电池效能的提升,有利于缩短研究周期:
    (1)以功率密度和电流密度作为纵轴和横轴的功率密度曲线坐标图,能够将微生物燃料电池改进前后能量输出都显示在曲线上,以功率密度的输出进行直观对比分析;
    (2)可以以微生物燃料电池改进前后在功率密度曲线上对应点的一阶导数值,定量评价改进前后能量输出效果;
    (3)可以定量分析微生物燃料电池在反应器构型、材料、功能菌等不同方面改进对于能量输出的贡献,以选择更为有效构型、材料、功能菌等;
    (4)能够缩短研究周期,通过微生物燃料电池功率密度曲线及其对应一阶导数对比分析,选择输出更有提升潜力的微生物燃料电池进行改进;
    (5)可以评价在与其他技术拓展联用状态下的微生物燃料电池能量输出效果。
    采用本评价方法,计算简单,适用性好,实现多种技术条件下的直观对比评价,缩短研究周期,评价微生物燃料电池效能提高潜力。
    附图说明
    图1评价微生物燃料电池效能的功率密度曲线和一阶导数图。
    其中,1-常规微生物燃料电池的在功率密度曲线上能量输出对应点,2-常规微生物燃料电池构型改进后在曲线上能量输出对应点,3-常规微生物燃料电池产电功能菌群和电子受体改进后在曲线上能量输出对应点,4-功率密度曲线,5-功率密度曲线的-阶导数(斜率)曲线,1’、2’和3’-分别对应1、2和3在一阶导数曲线上对应点。
    具体实施方式
    以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。实施例用于说明本发明而不在于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体条件进行调整和改变。
    实施例1微生物燃料电池构型改进,减小内阻,增加电能输出,效能评价。
    (1)建立常规微生物燃料电池,既采用双电极室结构,两电极室以质子交换膜(Proton exchange membrane,PEM)分隔,碳布电极分别置于两个电极室内,分别以葡萄糖和硝酸盐作为电子供体和受体。
    (2)基于(1)所述常规微生物燃料电池进行构型改进,既将阴极中置于两电极室间,去掉PEM,其他条件不变。
    (3)微生物燃料电池稳定运行后,检测计算前后运行参数。改进前微生物燃料电池的电池电流密度、功率密度和功率密度曲线对应点斜率分别约为0.35Am-2、0.05Wm-2、0.40;改进后对应值分别提高至0.45Am-2、0.20Wm-2、0.61.
    (4)结构改进使电流密度提高0.10Am-2的同时,功率密度提高0.15Wm-2,综合反映体现在斜率变化值升高0.21。为下一步改进提供参数对比。
    实施例2微生物燃料电池功能菌和电子受体改进。
    (1)以实施例1(1)所述常规微生物燃料电池为对照,进行改进。
    (2)所述常规微生物燃料电池进行构型不变,阳极室功能菌群采用厌氧发酵反应器混合菌群,电子受体采用铁氰化物。
    (3)微生物燃料电池稳定运行后,检测计算前后运行参数。改进前微生物燃料电池的电池电流密度、功率密度和功率密度曲线对应点斜率分别约为0.35Am-2、0.05Wm-2、0.40;改进后对应值分别提高至0.96Am-2、0.58Wm-2、1.19.
    (4)结构改进使电流密度提高0.61Am-2的同时,功率密度提高0.53Wm-2,综合反映体现在斜率变化值升高0.79。通过功能菌和电子受体改进,斜率值超过1,功率密度在提高幅度上开始快于电流密度,在升高同等幅度电流密度时,获得更多功率密度输出。

    关 键 词:
    一种 用于 微生物 燃料电池 改进 效果 评价 方法
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:一种用于微生物燃料电池改进效果评价的方法.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5778393.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03