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多室微生物脱盐燃料电池的构建与脱盐产电性能优化研究

文献类型： 中文期刊

作者： 刘崇涛;鞠然;韩春晓;曾兵;吴厚凯;陶秀萍

作者机构：

关键词： 燃料电池;五室构型;脱盐;电化学;有机物去除;微生物群落

期刊名称：化工学报

ISSN： 0438-1157

年卷期： 2025 年

页码：

收录情况： EI（2025版） ; ; 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版）

摘要： 针对传统微生物脱盐燃料电池（MDC）脱盐容量有限、输出功率低及底物适应性差的问题，本研究创新构建出五室MDC（FMDC），设计十字形脱盐通道扩大处理容积至500 mL，并系统探究电极连接模式（单独、混联、并联）与底物负荷量（1000～3000 mg/L COD）对系统性能的调控机制。结果表明，单独模式表现出最优性能：内阻降至66.8 Ω，电流密度达1.07 A/m2，峰值功率密度为1.55 W/m2，且脱盐速率(58 mg/（L·h）)与脱盐率（97.8%）较其他模式提升33%～69%。在1500 mg/L底物负荷下，低内阻（90.7 Ω）与高电化学活性促使COD去除率达82.2%。高丰度的电活性菌（Geobacter/Shewanella）与发酵菌（norank＿f＿Anaerolineaceae/Lentimicrobium）协同强化电子传递与底物降解。此外，FMDC在脱盐容量扩大5倍下保持稳定的周期脱盐与产电，其脱盐速率高达18.25 mg/h，较传统三室MDC（6.99 mg/h）提升161%。本研究为MDC处理含盐废水提供了构型优化与过程调控的理论基础。

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