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| 1 | 海底生物燃料电池作为电源驱动小型电子器件的应用研究显示文摘海底沉积物生物燃料电池(简称海底生物燃料电池)是一种新型的海洋能源材料电池,它的发电机理主要是利用海底沉积层内细菌代谢产生电子,通过人工放置的改性阳极收集电子,产生电能,可用于驱动水下监测仪器的长期连续运行。本研究首先设计海底生物燃料电池实验室装置,利用电池串联升压的方式,实现其驱动小型电子装置和监测仪器的连续运行。在此基础上,设计并安装了实际海况电池实验装置,利用并联设计和特殊升压装置,在胶州湾浅海成功驱动小型电子装置的运行。本研究初步验证了海底生物燃料电池作为电源驱动仪器的可行性。 | 付玉彬 李建海 赵仲凯 徐谦 | 2012 | 中国海洋大学学报(自然科学版)2012，42，6： | 15 |
| 2 | 外源添加物对海底沉积物微生物燃料电池性能的影响显示文摘以天然海泥(BMFC-0)、外添加葡萄糖的海泥(BMFC-1)和外添加丹皮酚的海泥(BMFC-2)作为底物构建海底沉积物微生物燃料电池(BMFCs),研究外源添加物对BMFCs电池性能及电极性能的影响。结果表明,丹皮酚对海泥中微生物具有明显抑制作用,葡萄糖提高海泥中微生物的产电性能。通路状态下,BMFC-1的阳极电位低于BMFC-0,BMFC-2的阳极电位高于BMFC-0。电化学研究结果表明,BMFC-1阳极生物膜中产电菌电化学活性高于BMFC-0,而BMFC-2产电菌的电化学活性受到抑制;BMFC-1和BMFC-2的阳极相对动力学活性分别是BMFC-0的1.91倍和0.67倍。BMFC-1的平均输出功率密度为7.294m W/m2,分别是BMFC-0(0.875m W/m2)和BMFC-2(0.106m W/m2)的8.3和68.8倍。根据添加物对阳极表面生物膜电容特性影响的分析,提出阳极表面电容性质对电极及电池性能影响的独特机理。 | 英明 柳昭慧 赵阳国 付玉彬 | 2015 | 海洋与湖沼2015，46，3： | 5 |
| 3 | 不同碳材料阳极对海底微生物燃料电池性能影响显示文摘分别以相同投影面积的不同碳材料作阳极,以最大功率、阳极电势和内阻为评价指标,研究不同碳材料对海底微生物燃料电池(BMFCs)产电性能影响,利用塔菲尔曲线比较不同碳材料电化学活性。结果表明:碳纤维、碳毡、泡沫碳、碳棒做阳极时,稳定电位和启动时间基本相同;抗极化性能依次减弱;最大功率密度分别为45.79、22.16、16.85、6.17 mW/m2;电池内阻分别为:213、257、312、358Ω;最大交换电流密度分别为0.33、0.13、0.11、0.01 A/m2;组成电池的稳定输出功率分别为0.72、0.61、0.51、0.32 mW。阳极物质传递分析表明,BMFCs产电性能受阳极材料表面附着微生物数量和底物转移率影响。 | 张业龙 付玉彬 董青 刘媛媛 卢志凯 | 2012 | 现代化工2012，32，11： | 5 |
| 4 | Comparative Study of Two Carbon Fiber Cathodes and Theoretical Analysis in Microbial Fuel Cells on Ocean Floor显示文摘Cathode activity plays an important role in the improvement of the microbial fuel cells on ocean floor(BMFCs). A comparison study between Rayon-based(CF-R) and PAN-based carbon fiber(CF-P) cathodes is conducted in the paper. The two carbon fibers were heat treated to improve cell performance(CF-R-H & CF-P-H), and were used to build a new BMFCs structure with a foamy carbon anode. The maximum power density was 112.42 mW m-for CF-R-H, followed by 66.6 mW m-2 for CF-R, 49.7 mW m-2 for CF-P-H and 21.6 mW m-2 for CF-P respectively. The higher specific area and deep groove make CF-R have a better power output than with CF-P. Meanwhile, heat treatment of carbon fiber can improve cell power, nearly two-fold higher than heat treatment of plain fiber. This improvement may be due to the quinones group formation to accelerate the reduction of oxygen and electron transfer on the fiber surface in the three phase boundary after heat treatment. Compared to PAN-based carbon fiber, Rayon-based carbon fiber would be preferentially selected as cathode in novel BMFCs design due to its high surface area, low cost and higher power. The comparison research is significant for cathode material selection and cell design. | FU Yubin LIU Yuanyuan XU Qian LU Zhikai ZHANG Yelong | 2014 | Journal of Ocean University of China2014，13，2： | 2 |
| 5 | 氧化石墨烯/萘醌改性海泥电池阳极的研究显示文摘改性阳极可以显著提高海底微生物燃料电池的性能。利用2-羟基-1,4-萘醌(HNQ)和氧化石墨烯(GO)制备复合改性阳极,并研究其电化学性能。结果表明,GO/HNQ改性阳极的交换电流密度是空白电极的6.58倍,达到290.8 m A/m2。GO/HNQ改性使BMFC的最大功率密度达到346 m W/m2,是空白组的3.46倍。紫外检测结果表明,GO特征峰呈现显著红移,这与GO和HNQ之间的π-π堆积有关。最后提出改性阳极表面新的电子转移机理。 | 邹晓娜 宰学荣 付玉彬 庄晓培 韩金枝 | 2015 | 现代化工2015，35，8： | 2 |
| 6 | 海底微生物燃料电池电催化降解有机碳显示文摘利用混酸[V(质量分数32%HNO3)∶V(质量分数49%H2SO4)=1∶1]和Fenton试剂分别改性海底微生物燃料电池(BMFCs)阳极,与未改性的BMFCs(P-BMFC)作对比,研究了BMFCs的产电性能,探索了BMFCs对海底沉积层中有机碳的电催化降解作用。系统运行50 d后测定显示,混酸改性BMFC(H-BMFC),Fenton试剂改性BMFC(F-BMFC)和未改性BMFC(P-BMFC)产生的电量分别为6213,5521,4969 C;对海泥中有机碳的降解率分别为58.9%,39.2%,26.7%,分别是有机碳自然降解效率的58.9倍,39.2倍,26.7倍。结果表明:BMFCs对海底沉积层有机碳电催化加速降解效果明显;BMFCs的产电量与有机碳降解效果具有明显正相关性。为海底污染物绿色化及监测技术提供了新思路。 | 张业龙 付玉彬 卢志凯 刘媛媛 于建 王丹玉 | 2013 | 化学工程2013，41，5： | 1 |
| 7 | 海底生物燃料电池阴极二氧化锰改性及性能显示文摘阴极改性是提高海底生物燃料电池输出功率的重要途径之一。金属锰氧化物可作为阴极表面电子转移介体,加速电子传递,提高阴极和电池性能;二氧化锰含量不同,电池性能不同。不同含量的比较研究结果表明当阴极MnO2含量为4%时,阴极抗极化性能最好,电池内阻最小,最大输出功率密度为20 mW/m2,是纯石墨阴极电池的2倍多。同时分析了催化剂MnO2提高电池性能的电子传递机理。本研究结果可为海底生物燃料电池的阴极设计提供重要依据。 | 宰学荣 李魁忠 付玉彬 | 2013 | 电源技术2013，37，3： | 1 |
| 8 | Pyrolyzed Iron Phthalocyanine-Modified Multi-Walled Carbon Nanotubes as Composite Anode in Marine Sediment Microbial Fuel Cells and Its Electrochemical Performance显示文摘Improving the performance of anode is a crucial step for increasing output power of marine sediment microbial fuel cells(MSMFCs)to drive marine monitor to work for a long term on the ocean floor.A pyrolyzed iron phthalocyanine modified multi-walled carbon nanotubes composite(FePc/MWCNTs)has been utilized as a novel nodified anode in the MSMFC.Its structure of the composite modified anode and electrochemical performance have been investigated respectively in the paper.There is a substantial improvement in electron-transfer efficiency from the bacteria biofilm to the modified anode via the pyrolyzed FePc/MWCNTs composite based on their cyclic voltammetry(CV)and Tafel curves.The electron transfer kinetic activity of the FePc/MWCNTs-modified anode is 1.86 times higher than of the unmodified anode.The maximum power density of the modified MSMFC was 572.3±14 m W m^-2,which is 2.6 times larger than the unmodified one(218.3±11 m W m^-2).The anodic structure and cell scale would be greatly minimized to obtain the same output power by the modified MSMFC,so that it will make the MSMFC to be easily deployed on the remote ocean floor.Therefore,it would have a great significance for us to design a novel and renewable long term power source.Finally,a novel molecular synergetic mechanism is proposed to elucidate its excellent electrochemical performance. | ZAI Xuerong DUAN Zhiwei CHEN Wei YU Jian FU Yubin | 2019 | Journal of Ocean University of China2019，18，6： | 0 |
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