高等化学工程学报

抽象的

间歇限制阳极电流刺激对阳极生物膜电活性的影响

张恩仁 *,余庆玲,张永才 *,Keith Scott,刁国旺

电活性生物膜是生物电化学系统的重要组成部分，以电位自适应方式（即恒定外阻或平衡阳极电位操作）形成的阳极生物膜一般缺乏对限制电流的适应能力。本研究首次采用基于间歇限制阳极电流施加的策略直接刺激阳极生物膜的电流自适应性生长，旨在获得对电流适应性强的电活性生物膜。系列间歇限制阳极电流刺激表现出增强阳极生物膜电活性的效果。通过从薄生物膜中施加系列间歇限制阳极电流可以获得多孔厚阳极生物膜，该生物膜中胞外聚合物的产生较少，从而形成坚固的阳极生物膜。在9.5 A m−2的高工作电流下，坚固的阳极生物膜可以实现4.35 W m−2的高稳定功率输出。本研究表明，电流是影响电活性生物膜性能的关键因素，表明可以开发一种替代的电流自适应方法来生长高性能电活性生物膜。