4种湿地植物-微生物燃料电池产电性能比较

作者：刘海林; 陈金峰; 邹春萍^*

来源：广东农业科学, 2019, 46(12): 27-2.

DOI：10.16768/j.issn.1004-874X.2019.12.004

• 湿地植物
• 微生物燃料电池
• 根系渗氧
• 阳极电位
• 阴极电位

【目的】植物-微生物燃料电池(P-MFC)是一种可持续的可再生能源生产方式,但不同植物构建的P-MFC产电效果及其与外界环境条件和植物个体生理之间的关系仍有待探索。【方法】以巴拉草(Brachiaria mutica)、短叶茳芏(Cyperus malaccensis var.brevifolius)、多枝扁莎(Pycreus polystachyus)、双穗雀稗(Paspalum paspaloides)4种湿地植物为材料构建P-MFC,比较不同P-MFC的产电性能,分析P-MFC产电性能与植物自身根系渗氧生理和外界环境因素(pH、溶解氧和温度)之间的关系。【结果】4种不同植物构建的P-MFC产电性能差异明显,平均功率密度分别为:巴拉草4.25(±0.35)mW/m2、短叶茳芏1.57(±0.35)mW/m2、多枝扁莎0.20(±0.09)mW/m2、双穗雀稗4.38(±0.56) mW/m2;巴拉草和双穗雀稗P-MFC产电能力较强,这与巴拉草根系渗氧速率较低、双穗雀稗阴极pH较低且较稳定有关;低根系渗氧率有利于维持低阳极电位,阴极低pH环境有利于维持较高阴极电位,从而使得电池整体输出电压较高。【结论】在利用湿地植物构建P-MFC时,植物根系特点尤其是根系渗氧生理是需要重点考虑的因素。

• 单位
  广东省农业科学院环境园艺研究所