新型光合藻微生物燃料电池高效转化二氧化碳研究

基本信息
批准号:91545126
项目类别:重大研究计划
资助金额:82.00
负责人:周明华
学科分类:
依托单位:南开大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:曾文炉,焦永利,董恒,梁亮,杨炜璐,任更波,蔡静菊,潘玉伟,徐利桯
关键词:
阴极改性二氧化碳固定与转化光合藻微生物燃料电池烟道气电催化
结项摘要

Electrocatalytic conversion of carbon dioxide is currently a hot topic in interdisciplinary research of electrochemistry, environmental science and energy engineering, but it is still has problems of complex products, poor product selectivity, low efficiency or high energy consumption. The project intends to innovatively prepare N, F modified low-cost high-performance carbon air cathode by rolling method, and to develop novel photosynthetic algal microbial fuel cell system, fulfilling electricity production and efficient conversion of carbon dioxide to the algae renewable energy at the same time. It will clarify the regulatory mechanism for non-metallic catalyst layer modification, and master the key to the new cathode rolling preparation. It will construct and optimize the new photosynthetic algal microbial fuel cell, finding the way to strengthen the fixation and transformation of carbon dioxide, revealing the key influencing parameters for algae growth and oil production, and clarifying the new mechanism of photosynthetic and electrocatalytic conversion of carbon dioxide to algae. It will further study the feasibility and limitations of this new photosynthetic algae microbial fuel cell application to the flue gas carbon dioxide conversion to provide a technical support and new ways for their practical application. This would help our country to fulfill its international obligations to reduce carbon dioxide, reduce greenhouse gas emission and environmental impact, and develop renewable energy, thus it is of important strategic significance, academic research value and application prospects.

二氧化碳电催化转化是当前电化学、环境和能源学科交叉研究的热点,但仍存在产物多、选择性差、效率低或能耗高等问题。本项目拟在创新辊压法制备N、F改性低成本高性能碳空气阴极基础上,发展新型光合藻微生物燃料电池体系,在产生电能同时高效转化二氧化碳为藻类实现可再生能源的生产。阐明催化层非金属改性性能调控机制,掌握新型阴极辊压制备关键。构建并优化新型光合藻微生物燃料电池,探明强化二氧化碳固定转化途径,揭示新体系藻生长和产油产电性能调控关键,阐明光电耦合藻固定转化CO2新机制。进一步研究新型光合藻微生物燃料电池应用于烟道气中二氧化碳资源化转化的可行性和限制因素,为其实际应用提供技术支撑和新方法。这对于我国履行国际削减二氧化碳义务,降低温室效应和烟气排放带来的环境影响,发展可再生能源,具有重要的战略意义、学术研究价值和应用前景。

项目摘要

二氧化碳电催化转化是当前电化学、环境和能源学科交叉研究的热点,但仍存在产物多、选择性差、效率低或能耗高等问题。本项目研究了阴极N掺杂改性及碳气凝胶阴极催化层活化,并辊压法制备了低成本高性能碳空气阴极,构建了三维阳极,发展了新型气升式光合藻微生物燃料电池体系,在产生电能同时高效转化CO2为藻类实现可再生能源的生产。阐明了催化层非金属改性性能调控机制,掌握了新型阴极辊压制备关键。构建并优化了气升式光合藻微生物燃料电池,探明了强化CO2固定转化途径,揭示了新体系藻生长和产油产电性能调控关键,阐明光电耦合藻固定转化CO2新机制。进一步研究了新型光合藻微生物燃料电池应用于CO2资源化转化和同时处理猪废水的可行性,为其实际应用提供技术支撑和新方法。这对于我国履行国际削减CO2义务,降低温室效应和烟气排放带来的环境影响,发展可再生能源,具有重要的战略意义、学术研究价值和应用前景。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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