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摘要采用电沉积法在石墨板基底上沉积生成PbO2薄膜电极，考察了电镀液配方及电镀温度对薄膜电极结构的影响，并利用XRD研究了电极的表面形貌。以此为阴极，采用碳布为阳极，构建双室微生物燃料电池，考察MFC的产电特性，并与同等形状的石墨板阴极电池组（空白试验）作对比。结果表明，电极表面主要成分为β-PbO2。β-PbO2薄膜电极功率密度优于空白试验电池组；β-PbO2为四方晶型，放电能力强，导电性好。10704
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关键词 微生物燃料电池 石墨基二氧化铅 阴极 功率密度
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Investigation of the microbial fuel cell performance with β-PbO2 cathode
Abstract
Electro deposition method was used to generate PbO2 film electrodes deposited on the graphite plate substrate. The influence of the plating solution formulations and plating temperature on the structure of thin film electrode was investigated. XRD was used to analyze the electrode surface morphology. A dual-chamber microbial fuel cell (MFC) was built with PbO2 thin film electrode as cathode and carbon cloth as anode. The producing electrical characteristic of the MFC was studied and compared with a same shape of the graphite plate cathode battery pack (blank test). The results showed that the main component of the electrode surface is β-PbO2. β-PbO2 thin film electrode has power density than the blank test battery pack. β-PbO2 has tetragonal crystal form, strong discharge capacity and good conductivity.
Keywords microbial fuel cell graphite-based lead dioxide cathode power density
目 录
1 引言 1
1.1 燃料电池技术 2
1.1.1 燃料电池简介 2
1.1.2 生物燃料电池简介 4
1.2 微生物燃料电池 5
1.2.1 微生物燃料电池简介 5
1.2.2 电极材料 6
1.2.3 课题研究内容 9
2 实验部分 9
2.1 电沉积法制备β-PbO2阴极 9
2.1.1 实验仪器及药品 9
2.1.2 石墨板的预处理 9
2.1.3 配置电镀液 10
2.1.4 电沉积法制备β-PbO2电极 10
2.2 微生物燃料电池的构建 11
2.2.1 实验所需仪器 11
2.2.2 构建电池的主体材料 11
2.2.3 MFC启动运行所需材料与药品 12
2.3 MFC的启动和运行 13
2.4 实验监测与分析 14
2.4.1 物理检测与计算方法 14
2.4.2 化学监测 16
2.4.3 电极的表征 16
3 MFC启动后数据的记录与分析 17
3.1 MFC的启动 17
3.2 电沉积后对MFC的性能影响 17
3.3 电沉积反应机理 19
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 231 引言
目前，解决日趋严重的环境污染问题和探寻新的能源是人类社会能够完成可持续发展的两大根本性问题。能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。
“能源”这一术语，过去人们谈论得很少，正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天，国际能源安全已上升到了国家的高度，各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。