文档介绍：谨以此论文献给我的老师、亲人和朋友刘佳
海底生物燃料电池电极设计及催化降解作用研究
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:圳年月学位论文作者签名:纠伍学位论文作者签名:训位学位论文版权使用授权书独创声明翅逡直墓丝盂要挂别直明竣:奎拦亘窒蚱渌逃沟难换蛑な槭签字日期:》辍够日签字日期:》赆茉隆叟H本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,并同意以下事项:⒀S腥ūA舨⑾蚬矣泄夭棵呕蚧顾徒宦畚牡母从〖痛排蹋市论文被查阅和借阅。⒀?梢越宦畚牡娜ú炕虿糠帜谌荼嗳胗泄厥菘饨屑焖鳎梢采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊馀贪电子杂志社”用于出版和编入《中国知识资源总库》,授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ
一种新型改性试剂约帘患拥绞艏稀8男院蟮难艏ū砻嬷饕R海底生物燃料电池电极设计及催化降解作用研究摘要目前,能源短缺和环境污染是人类面临的两大难题。开发无污染的新能源对未来社会的发展起着至关重要的作用。海底生物燃料电池是一种新型无污染能源技术,利用细菌新陈代谢降解海泥中的有机物和无机物,从而产生电流。它应用在深海工作的低功率监测仪器中是非常有前景的。目前,海底生物燃料电池的输出功率还比较低,极大地限制了它的广泛应用。本工作中,我们通过设计电极形状和添加改性试剂等方法,以提高海底生物燃料电池的功率。首先,我们研究了电极形状对海底生物燃料电池性能的影响。我们设计了网状、平板状、树枝状和柱状阳极,森林状和圆盘状的阴极,组装成电池,分组进行对比测试。结果表明,网状和树枝状阳极由于具有较小的扩散阻力,功率密度和极限扩散电流都比平板状阳极和柱状阳极高得多;森林状阴极因为具有三相界面,跟圆盘状阴极相比,输出功率密度提高了%,极限扩散电流提高了ァ因此,电极形状可直接影响微生物燃料电池的性能。我们的研究结果对设计理想的电池外型具有指导意义。其次,我们通过对石墨阳极进行化学改性来提高海底生物燃料电池的性能。了羟基和羰基;接触角从跣〉,亲水性明显提高。塔菲尔曲线显示改性前后交换电流密度分别为痬U獗砻鞯缂ǖ亩ρЩ钚韵著增加。改性后,电池的最大输出功率密度比改性前提高了%。引入的羟基和羰基充当了电子转移介体,明显提高了电极反应动力学活性,增加了阳极表面细菌吸附数量,加速了阳极反应,因而提高了电池性能。此种阳极材料有望用于海底生物燃料电池的开发。最后,我们用网状电极组装成电池装置来降解海底沉积废物。通电后,我们定期检测沉积物中,,陀谢己康谋浠=峁允荆5咨锶料电池对,几乎没有催化降解效果;但能在一定程度上加速’和有机碳的降解。如果海底生物燃料电池输出功率进一步得到提高,降解效果会更明显。关键词:海底生物燃料电池电极设计化学改性输出功率痬.
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