| 采用石墨-无机硅胶复合阳极的土壤MFC产电性能研究 |
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| 引用本文： | 鲁雨,周丰武,钟文辉,刘丽,李小方,邓欢. 采用石墨-无机硅胶复合阳极的土壤MFC产电性能研究[J]. 农业环境科学学报, 2020, 39(12): 2815-2823 |
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| 作者姓名： | 鲁雨 周丰武 钟文辉 刘丽 李小方 邓欢 |
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| 作者单位： | 南京师范大学环境学院,南京 210023;江苏省物质循环与污染控制重点实验室,南京 210023;南京师范大学地理科学学院,南京 210023;江苏省物质循环与污染控制重点实验室,南京 210023;中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心,石家庄 050022 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（41671250）；河北省重点研发专项（18273604D）；江苏省自然科学基金面上项目（BK20171476） |
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| 摘 要： | 土壤微生物燃料电池（MFC）可以将土壤产电细菌分解有机质产生的化学能转化为电能。为了提高土壤MFC的产电性能，实现持续稳定驱动小功率用电器，本研究发明一种新型复合材料作为阳极，在水稻土中构建了土壤MFC。通过串联两个土壤MFC，将输出电压维持在1 403.3~1 579.9 mV，实现持续驱动电子计时器稳定运行30 d。之后移除电子计时器进行土壤MFCs的电化学测试。功率密度曲线显示串联土壤MFCs最大功率密度5.45 mW·m-2，最大输出功率158.42 μW。电化学阻抗谱分析表明，单个土壤MFC阳极电荷传递电阻分别为16.46 Ω和16.80 Ω。从阳极表面的土壤样品中提取RNA，对逆转录后的16S rRNA进行测序分析。结果显示，土壤MFCs中，阳极上有14个产电细菌相关属，其中地杆菌属（Geobacter）、芽孢杆菌属（Bacillus）、梭菌属（Clostridium）、假单胞菌属（Pseudomonas）和脱硫球茎菌属（Desulfobulbus）16S rRNA的数量均占所有产电细菌相关属总数的10%以上，为最活跃的产电细菌相关属。
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| 关 键 词： | 生物电化学 产电细菌 水稻土 新能源 MFC |
| 收稿时间： | 2020-06-02 |
Electrical performance of soil microbial fuel cells with a graphite-inorganic silica gel composite anode |
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| LU Yu,ZHOU Feng-wu,ZHONG Wen-hui,LIU Li,LI Xiao-fang,DENG Huan. Electrical performance of soil microbial fuel cells with a graphite-inorganic silica gel composite anode[J]. Journal of Agro-Environment Science( J. Agro-Environ. Sci.), 2020, 39(12): 2815-2823 |
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| Authors: | LU Yu ZHOU Feng-wu ZHONG Wen-hui LIU Li LI Xiao-fang DENG Huan |
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| Affiliation: | School of Environment, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China;Jiangsu Provincial Key Laboratory of Materials Cycling and Pollution Control, Nanjing 210023, China;School of Geography Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China;Jiangsu Provincial Key Laboratory of Materials Cycling and Pollution Control, Nanjing 210023, China;Center for Agricultural Resources Research, IGDB, CAS, Shijiazhuang 050022, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | bioelectrochemistry exoelectrogenic bacteria paddy soil new energy microbial fuel cells |
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