CN105164843A - 具有导电泡沫电极的微生物燃料电池 - Google Patents

具有导电泡沫电极的微生物燃料电池 Download PDF

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Abstract

微生物燃料电池包含在至少一个隔室中的阳极和阴极。废水入口将废水流供入阳极，且电子受体入口将氧气或其它电子受体供入阴极。污染物降解微生物与阳极阶段还。电路通过外部电路将阳极与阴极电连接。至少阳极包含提供流通的聚合物泡沫基质，其具有散布于其中的导电材料，或者导电材料通过粘合剂或化学键粘附在聚合物泡沫基质上。

Description

具有导电泡沫电极的微生物燃料电池
早期国家申请的优先权要求
本申请要求2013年3月5日提交的美国申请No.61/772,834和2013年9月30日提交的美国申请No.14/041,230的优先权。
技术领域
公开的实施方案涉及微生物燃料电池。
背景技术
微生物燃料电池(MFC)或生物燃料电池为通过模仿自然界中发现的细菌相互作用产生电流的生物电化学体系。典型的微生物燃料电池包含由阳离子特异性膜分隔的阳极和阴极隔室(或室)。在阳极隔室中，燃料通过微生物(即细菌)氧化，产生二氧化碳(CO2)、电子和质子。电子通过外部电路转移至阴极隔室中，而质子通过膜转移至阴极隔室中。电子和质子在阴极隔室中被消耗，与氧结合以形成水，或者在某些条件下形成过氧化氢。
有机材料可用作用于MFC的燃料，其中细菌将有机材料氧化。常规MFC主要关注使用石墨、活性炭或碳纤维的固体碳基电池。另外，非腐蚀性金属如不锈钢和金也用作MFC中的阳极，但代表了用于飞行和商业规模MFC的高成本发展。
发明概述
提供该概述以简化形式介绍所述概念的简单选择，其在下文中进一步描述于提供的详细描述，包括附图中。该概述不意欲限制所主张主题的范围。
公开的实施方案包括用于微生物燃料电池(MFC)的阳极和任选阴极用的生物电极，其与常规固体生物电极相比包含提供增加的孔隙率的网状泡沫。作为阳极公开的生物电极容许微生物生物膜更有效地移居在阳极上并有效地将电子通过电路输送至阴极，从而改进MFC的总效率。
如本文所用“网状泡沫”指具有不容易吸收水的网状结构的泡沫材料，在特定实施方案中，例如网状疏水性聚氨酯泡沫。公开的生物电极包含提供流通的聚合物泡沫基质，其具有散布于其中的导电材料，或者通过粘合剂粘附在聚合物泡沫基质上或化学结合在聚合物泡沫基质上的导电材料。
附图简述
图1为根据一个示例实施方案具有阳极和阴极的示例双隔室MFC的描述，所述阳极包含提供流通的聚合物泡沫基质材料，其具有散布于其中的导电材料，或者通过粘合剂或化学键粘附在聚合物泡沫基质上的导电材料。
图2为根据一个示例实施方案具有阳极和阴极的示例单一隔室MFC的描述，所述阳极包含提供流通的聚合物泡沫基质，其具有散布于其中的导电材料，或者通过粘合剂或化学键粘附在聚合物泡沫基质上的导电材料。
发明详述
参考附图描述所公开的实施方案，其中类似的参考数字在整个图中用于表示类似或相同的元件。图不是按比例绘制的，且它们仅用于阐述某些公开的方面。下面参考示例应用描述几个公开的方面以阐述。应当理解描述大量具体细节、关系和方法以提供对所公开的实施方案的完全理解。
然而，本领域技术人员容易认识到本文公开的主题可以不用一个或多个细节或者用其它方法实践。在其它情况下，不详细显示熟知的结构或操作以避免遮蔽某些方面。该公开内容不受所述动作或事件顺序限制，因为一些动作可以以不同的顺序和/或与其它动作或事件同时进行。此外，不需要所有所述动作或事件执行根据本文所述实施方案的方法。
图1为根据一个示例实施方案具有所公开的生物电极作为所示阳极111a的示例双隔室MFC100的描述，所述阳极包含提供流通的聚合物泡沫基质材料，其具有散布于其中的导电材料，或者通过粘合剂或化学键粘附在聚合物泡沫基质上的导电材料。阳极111a在阳极隔室(或室)111中，其中与阳极111a接触的显示为生物膜116的微生物如细菌和/或海藻在阳极111a的开孔区上和开孔区内。阴极112a显示为常规阴极。然而，阴极112a可以为包含提供流通且具有导电材料的聚合物泡沫基质材料的所公开生物电极。
开孔聚合物泡沫结构可以以包含至少50％至98％的空隙体积和高达2,000ft2/ft3的单位体积表面积的受控孔径大小提供。高孔隙率降低流通电阻并提供微生物如细菌拓殖方面的效率。
然而，通常开孔聚合物泡沫以至多200-300ft2/ft3的相应较低表面积具有较少的孔/英寸(10-15ppi；因此较大的孔)。一般而言，用于包含生物膜的所述阳极具有200-300ft2/ft3的表面积，其中所述流通式阴极(通常不包含生物膜)具有300ft2/ft3至2,000ft2/ft3的表面积。
在图1所示双隔室实施方案中，阴极隔室112中的阴极112a通过阳离子特异性膜/隔片与阳极隔室111中的阳极111a分隔。隔片119还防止微生物和生物降解性材料从阳极隔室111流入阴极隔室112中。隔片119还可限制或防止气体或液体在阳极隔室111与阴极隔室112之间流动。用于传导电流的导电电路(例如金属丝)117通过外部电路(负载)118将阳极111a与阴极112a连接。
图1显示由废水入口131引入阳极室111中的来自输入燃料废水130的有机物质通过生物膜116的微生物(例如细菌)分解到阳极流出物经处理废水150中(其例如包含二氧化碳(CO2))，其从阳极出口132中流出，并产生通过隔片119输送至阴极室112中的质子(H+)160和与外部电路118结合的电子。在阴极隔室112中，经由外部电路118进入的电子使由阴极隔室112中的电子受体入口141提供的氧气(O2，例如来自空气)154或其它电子受体还原成流通过隔片119进入阳极隔室111中的氢氧根离子(OH-)162并且产生从阴极出口142流出的水和/或过氧化氢152。
如本文所用，用于所述生物电极的导电材料指具有至少10-2S/cm，通常至少10-1S/cm的25℃导电率的材料。对于其中导电材料散布于聚合物泡沫基质内的实施方案，至少10-2S/cm的导电率为体积导电率(bulkelectricalconductivity)值。对于其中聚合物泡沫基质具有通过粘合剂或化学键粘附在其上的导电材料的实施方案，聚合物泡沫基质通常为电介质，其中粘附的导电材料提供操作用导电表面作为提供至少10-2S/cm的导电率的生物电极。
聚合物通常为电介质(具有<10-8S/cm的25℃导电率)并且可以为疏水性聚合物或疏水性聚合物复合物。一种示例电介质聚合物为开放网状疏水性聚氨酯泡沫(PUF)。疏水性泡沫如聚醚泡沫(例如疏水性聚醚交联聚氨酯)为水稳定的，因此在水环境，例如通常溶于水中的亲水性泡沫，包括聚酯泡沫中不降解。因此，疏水性聚合物泡沫与亲水性泡沫相比在水环境中具有明显更长的功能寿命跨度。市售的疏水性聚氨酯泡沫包括以商标CrestFoam和FoamEx出售的那些并且可由CrestFoam，Moonachie，N.J.，美国和FoamEx，Eddystone，Pa.，美国制备。
聚氨酯(包括聚氨酯泡沫)通常为亲水的。如本领域中所知，开放网状疏水性PUF可使用表面活性剂如疏水性诱发表面活性剂由聚醚多元醇制备(参见例如美国专利No.6,747,068，Kelly)。通常，疏水性诱发表面活性剂为聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物，通常为不可水解聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物类型。疏水性诱发表面活性剂包括：作为B8110、B8229、B8232、B8240、B8870、B8418、B8462出售的GoldschmidtChemicalCorp.ofHopewell，Va.产品；作为L6164、L600和L626出售的OrganoSiliconsofGreenwich，Conn.产品；和作为DC5604和DC5598出售的AirProductsandChemicals，Inc.产品。多异氰酸酯可以以75-125的多异氰酸酯指数加入。甲苯二异氰酸酯为示例的多异氰酸酯，例如以100的TDI指数。
对于PUF，疏水度可通过提高多元醇混合物中氧化丙烯(PO)相对于氧化乙烯(EO)的含量而提高。将PO:EO重量％比提高至50:50、60:40或70:30产生越来越大的疏水度，但可能使泡沫更脆，因此更加可能撕裂。
如本文所用，“疏水性”聚合物泡沫如疏水性PUF指为不可透水的泡沫材料，即当一英寸高的水柱在泡沫上施加压力至少60分钟时，它抵抗水流入或流过固体泡沫材料。例如，所述疏水性聚合物泡沫材料可抵抗水流入或流过泡沫至少90分钟至24小时或更久。
如上文所指出的，可将泡沫材料用导电材料涂覆或浸渍或者化学反应形成化学键。一般而言，可使用还与生物膜116中的微生物相容的任何导电材料。与微生物相容指不杀死微生物或者干扰微生物的材料，所述微生物催化输入燃料废水130中的有机物质分解。
导电材料可以为导电金属或金属合金，或者非金属，例如导电碳组合物或导电聚合物。一种示例的金属为钛。通常可使用任何导电的碳。导电碳的类别包括炭黑、石墨、石墨烯、氧化石墨、碳纳米管、珠粒碳、颗粒粉状级碳材料和导电合成碳材料。导电碳的另一形式包括具有穿过碳基体的孔的膨胀石墨基体。关于导电聚合物，可使用共轭聚合物，例如聚噻吩或聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)增强电极在所述MFC中的导电性能。当用于具有专用阳极还原细菌(ARB)的MFC中的阳极时，所述导电泡沫基阳极和/或阴极明显增强MFC的性能。
HoneywellInternational公开了使用聚合物粘合剂将PUF用吸附剂材料涂覆使得粉状活性碳(PAC)不被生产时用于将PAC固定在PUF上的粘合剂掩蔽(使其较不具吸附性)的有效方法(参见美国专利5,580,770&6,395,522)。美国专利No.6,395,522，Defilippi公开了制备用于常规生物废水处理系统如连续搅拌反应器、固定床反应器和流化床反应器中的生物活性碳涂覆聚氨酯载体的方法。
类似的粘合方法可用于生产用于MFC中以从废料流中除去污染物并产生电的所述生物电极(阳极和/或阴极)。这类粘合方法包括：(i)将一层聚合物粘合剂的可固化分散体施加在聚合物泡沫基质的表面上；(ii)将一种或多种导电材料施加在聚合物泡沫基质上的未固化聚合物粘合剂上，其中导电材料接受来自生物膜116中的微生物的电子，其将废水130中的燃料污染物氧化；(iii)使粘合剂固化，其中粘合剂将导电材料粘合在基质表面上且具有低于或等于25℃的Tg；和(iv)使(iii)的粘合剂涂覆基质暴露于污染物降解微生物上以使微生物粘附在基质、粘合剂或吸附剂中的至少一个上。
在所述实施方案中，导电材料通过粘合剂粘附在聚合物泡沫基质上，有效的粘合剂为能够将导电材料粘合在基质表面上使得不存在或者基本不存在结合在泡沫基质上的导电材料的导电能力损失，且不存在或者基本不存在导电材料被粘合剂减活的材料。具体而言，可选择有效的粘合剂使得MFC方法的生物电路抗紊乱，同时使电流密度(安培/平方厘米或A/cm2)最大化。载体的部分涂覆是可接收的，条件是方法保持抗紊乱和导电性。
粘合剂可选自本领域，例如颗粒物粘合领域、颜料粘合领域或粉末粘合领域已知的任何类型的粘合剂。粘合剂的实例为可交联或聚合成水不溶性形式的水溶性聚合物，例如天然树胶、纤维素和淀粉衍生物、褐藻酸盐以及丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯醇和乙烯基吡咯烷酮的聚合物和共聚物。
可溶于有机溶剂中的有用有机粘合剂的实例包括纤维素酯、纤维素醚、乙烯基酯如乙酸乙烯酯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、乙烯基单体如苯乙烯、丙烯腈和丙烯酰胺以及二烯如丁二烯和氯丁二烯的聚合物和共聚物；天然橡胶和合成橡胶，例如苯乙烯-丁二烯。类似的涂覆方法可用于将PUF或其它聚合物泡沫材料用导电材料涂覆，同时保持导电材料暴露于生物膜以传导电子。
也可在起泡以前用或不用悬浮助剂如表面活性剂和/或聚阴离子多肽将导电材料混入泡沫聚合物复合物中，其中在泡沫形成和成网期间导电材料有效地浸入泡沫基体中。可选择容许所得泡沫基生物载体材料高度导电(例如使A/cm2最大化)以用作生物电极的有效比。
如上所述，导电材料可通过化学键粘附在聚合物泡沫基质上。例如，某些导电材料(例如聚噻吩和聚(3,4-亚乙基二氧噻吩))在明显提高复合物的导电率(使A/cm2最大化)以用作MFC中的生物电极的浓度下可与具有反应性端基的聚合物材料如聚氨酯泡沫基质聚合或化学结合。
在操作中，为除去废水污染物并在MFC中产生电，将所述生物活性阳极和/或阴极放入MFC反应器如MFC100所示中，并使包含污染物的流体料流(图1所示输入燃料废水130)通过MFC100。生物膜116(其例如包含阳极还原细菌(ARB))在阳极111a的孔内和表面上，且阴极还可包含在其中和其上的合适生物膜，但通常不包含。由于所述生物电极的高孔隙率，高密度的内部部位可用于更有效地使载流子输送电子移居通过电路，与具有其上仅具有生物膜的无孔生物电极的常规MFC相比，改进MFC的总效率，包括提高的单位尺寸电输出和更有效的废水处理。
图2为根据一个示例实施方案具有所述阳极111a的示例单一隔室MFC200的描述，所述阳极111a提供流通且包含聚合物泡沫基质材料，其具有散布于其中的导电材料或者通过粘合剂或化学键粘附在聚合物泡沫基质上的导电材料。图2中的阴极112a显示为常规阴极。然而，阴极112a可以为所公开的生物电极，其包含提供流通且具有导电材料的聚合物泡沫基质材料。电解质210在阳极111a与阴极112a之间，从而提供阳离子与阴离子的自由交换。在一些MFC设计中，电解质210可以为输入的燃料废水130。
尽管阳极111a在图2中显示为侧面单侧布置的，阳极111a也可中心地布置，其中阴极如阴极112a在阳极111a的一侧或多侧上。此外，尽管阴极112a在图2中显示为空气阴极，阴极也可以为浸没阴极。生物膜116(其例如包含阳极还原细菌(ARB))在阳极111a的孔内和表面上，且阴极还可包含在其中和其上的合适生物膜，但通常不包含。图2显示来自由废水入口131引入的输入燃料废水130的有机物质通过生物膜116的微生物(例如细菌)分解到阳极流出物经处理废水150(其例如包含二氧化碳(CO2))中，其从阳极出口132中流出并产生输送至阴极室112中的质子(H+)160和结合在外部电路118上的电子。经由外部电路118进入的电子使从阴极隔室112中的电子受体入口141提供的氧气(O2，例如来自空气)154或其它电子受体还原成进入阳极隔室111中的氢氧根离子(OH-)162并产生从阴极出口142流出的水和/或过氧化氢152。
尽管上文描述了各个公开的实施方案，应当理解它们仅作为实例显示，而不是限制。可根据该公开内容作出对本文所述主题的大量变化而不偏离本公开内容的精神或范围。另外，尽管特定特征可仅关于几个执行中的一个公开，该特征可根据需要以及对任何给定或特定应用而言有利地与其它执行的一个或其它特征组合。
本文所用术语仅用于描述特定实施方案且不意欲为限定性的。除非上下文明确地另外说明，如本文所用，单数形式“一个/一种”和“该”意欲还包括复数形式。此外，就术语“包括”、“具有”或其变体用于详细描述和/或权利要求书中的程度而言，这类术语意欲以类似于术语“包含”的方式为包括性的。
具体实施方案
尽管连同具体实施方案描述了下文，应当理解该描述意欲阐述且不限制前述说明和所附权利要求书的范围。
本发明的第一实施方案为微生物燃料电池，其包含：在至少一个隔室中的阳极和阴极；在隔室中的用于将废水流供入阳极的废水入口；在隔室中的用于将氧气或其它电子受体供入阴极中的电子受体入口；与阳极接触的污染物降解微生物，和用于通过外部电路将阳极与阴极电连接的电路；其中至少阳极包含提供流通的聚合物泡沫基质，其具有散布于其中的导电材料，导电材料通过粘合剂粘附在聚合物泡沫基质上，或者导电材料通过化学键粘附在聚合物泡沫基质中。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中至少一个隔室包含具有阳极在其中的具有废水入口的阳极隔室和具有阴极在其中的具有电子受体入口的阴极隔室，且其中阴极隔室通过阳离子特异性膜与阳极隔室分隔。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中至少一个隔室由单一隔室组成，其中在阳极与阴极之间的电解质提供阳离子与阴离子流通的自由交换。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中聚合物泡沫基质包含疏水性聚合物泡沫。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中疏水性聚合物泡沫包含开放网状疏水性聚氨酯泡沫。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中聚合物泡沫基质具有散布于其中的导电材料。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中聚合物泡沫基质具有通过粘合剂粘附在其上的导电材料。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中聚合物泡沫基质具有通过化学键粘附在其上的导电材料。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中导电材料包含导电聚合物。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中导电材料提供至少10-1S/cm的25℃导电率。
本发明第二实施方案为微生物燃料电池，其包含：在至少一个隔室中的阳极和阴极；在隔室中的用于将废水流供入阳极的废水入口；在隔室中的用于将氧气或其它电子受体供入阴极中的电子受体入口；与阳极接触的污染物降解微生物，和用于通过外部电路将阳极与阴极电连接的电路；其中至少阳极包含提供流通的开放网状疏水性聚氨酯泡沫基质，其具有散布于其中的导电材料，导电材料通过粘合剂粘附在聚氨酯泡沫基质上，或者导电材料通过化学键粘附在聚氨酯泡沫基质上。
没有进一步描述，相信本领域技术人员可使用先前的描述，最完整程度地使用本发明并且容易确定本发明的基本特征而不偏离其精神和范围，以作出本发明的各种变化和改进并使它适于各种用途和条件。因此，前述优选的具体实施方案应理解为仅是说明性的，且不以任何方式限制公开内容的其余部分，并且意欲涵盖包括在所附权利要求书范围内的各种改进和等价配置。
在上文中，除非另外说明，所有温度以℃描述，且所有份和百分数为重量计。

Claims (10)

1.微生物燃料电池，其包含：
在至少一个隔室中的阳极和阴极；
在所述隔室中的用于将废水流供入所述阳极中的废水入口；
在所述隔室中的用于将氧气或其它电子受体供入所述阴极中的电子受体入口；
与所述阳极接触的污染物降解微生物，和
用于通过外部电路将所述阳极与所述阴极电连接的导管；
其中至少所述阳极包含提供流通的聚合物泡沫基质，其具有散布于其中的导电材料，所述导电材料通过粘合剂粘附在所述聚合物泡沫基质上，或者所述导电材料通过化学键粘附在所述聚合物泡沫基质上。
2.根据权利要求1的微生物燃料电池，其中所述至少一个隔室包含具有所述阳极在其中的具有所述废水入口的阳极隔室和具有所述阴极在其中的具有所述电子受体入口的阴极隔室，且其中所述阴极隔室通过阳离子特异性膜与所述阳极隔室分隔。
3.根据权利要求1的微生物燃料电池，其中所述至少一个隔室由单一隔室组成，其中在所述阳极与所述阴极之间的电解质提供阳离子和阴离子流通的自由交换。
4.根据权利要求1的微生物燃料电池，其中所述聚合物泡沫基质包含疏水性聚合物泡沫。
5.根据权利要求4的微生物燃料电池，其中所述疏水性聚合物泡沫包含开放网状疏水性聚氨酯泡沫(PUF)。
6.根据权利要求1的微生物燃料电池，其中所述聚合物泡沫基质具有散布于其中的所述导电材料。
7.根据权利要求1的微生物燃料电池，其中所述聚合物泡沫基质具有通过所述粘合剂粘附在其上的所述导电材料。
8.根据权利要求1的微生物燃料电池，其中所述聚合物泡沫基质具有通过所述化学键粘附在其上的所述导电材料。
9.根据权利要求7的微生物燃料电池，其中所述导电材料包含导电聚合物。
10.根据权利要求1的微生物燃料电池，其中所述导电材料提供至少10-1S/cm的25℃导电率。
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US61/772,834 2013-03-05
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US14/041,230 2013-09-30
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112573667A (zh) * 2021-01-05 2021-03-30 浙江大学 一种基于藻菌共生电化学体系的污水处理装置及其方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180016169A1 (en) * 2015-03-11 2018-01-18 Panasonic Corporation Microbial fuel cell system
US10347932B2 (en) 2015-11-11 2019-07-09 Bioenergysp, Inc. Method and apparatus for converting chemical energy stored in wastewater
US10340545B2 (en) * 2015-11-11 2019-07-02 Bioenergysp, Inc. Method and apparatus for converting chemical energy stored in wastewater into electrical energy
AU2019253784B2 (en) * 2018-10-30 2022-03-31 Indian Oil Corporation Limited Engineered electrode for electrobiocatalysis and process to construct the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070259216A1 (en) * 2006-05-02 2007-11-08 The Penn State Research Foundation Substrate-enhanced microbial fuel cells
US20100112380A1 (en) * 2008-09-11 2010-05-06 University Of Connecticut Electricity Generation in Single-Chamber Granular Activated Carbon Microbial Fuel Cells Treating Wastewater
CN101710626A (zh) * 2009-11-12 2010-05-19 南京大学 一种单室微生物燃料电池及其在废水处理中的应用
US20110236769A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Xing Xie Three dimensional electrodes useful for microbial fuel cells
CN102227027A (zh) * 2011-05-16 2011-10-26 哈尔滨工业大学 电极材料和空气阴极微生物燃料电池的阴极材料及其制作方法
CN102655235A (zh) * 2012-03-09 2012-09-05 南开大学 一种微生物燃料电池空气阴极及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7807303B2 (en) * 2008-06-30 2010-10-05 Xerox Corporation Microbial fuel cell and method
US20100279178A1 (en) * 2009-02-23 2010-11-04 Barkeloo Jason E Microbial fuel cell

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070259216A1 (en) * 2006-05-02 2007-11-08 The Penn State Research Foundation Substrate-enhanced microbial fuel cells
US20100112380A1 (en) * 2008-09-11 2010-05-06 University Of Connecticut Electricity Generation in Single-Chamber Granular Activated Carbon Microbial Fuel Cells Treating Wastewater
CN101710626A (zh) * 2009-11-12 2010-05-19 南京大学 一种单室微生物燃料电池及其在废水处理中的应用
US20110236769A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Xing Xie Three dimensional electrodes useful for microbial fuel cells
CN102227027A (zh) * 2011-05-16 2011-10-26 哈尔滨工业大学 电极材料和空气阴极微生物燃料电池的阴极材料及其制作方法
CN102655235A (zh) * 2012-03-09 2012-09-05 南开大学 一种微生物燃料电池空气阴极及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XING XIE ET.AL: "Carbon nanotube-coated macroporous sponge for microbial fuel cell", 《ENERGY& ENVIROMENTAL SCIENCE》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112573667A (zh) * 2021-01-05 2021-03-30 浙江大学 一种基于藻菌共生电化学体系的污水处理装置及其方法
CN112573667B (zh) * 2021-01-05 2023-08-25 浙江大学 一种基于藻菌共生电化学体系的污水处理装置及其方法

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