北京大学深圳研究生院技术转移

燃料电池系统和污水处理产电及还原重金属的方法

项目标题:燃料电池系统和污水处理产电及还原重金属的方法

应用领域:能源回收;废水处理;重金属回收;产氢;脱盐;生物修复和生物监测

项目背景:随着现代工业的高速发展,金属冶炼、电镀和印刷电路板行业的废水,既污染环境又浪费资源。目前,此类废水处理方法主要分为物理、化学和生物法,广泛采用的方法主要有氧化还原法、蒸发浓缩法、电解法、离子交换法、吸附法、膜分离法等。化学处理方法成熟,效果好,成本低,但是试剂消耗量大,大部分产品需进一步处理方可资源化;物理处理方法污染小,同时也存在耗能大、浪费资源等缺点;生物处理技术是通过生物有机物或其代谢产物与重金属离子的相互作用,达到净化废水的目的,具有成本低、环境效益好等优点。然而,相对于物化系统,传统的生物处理工艺往往需要构建更大的应系统或延长反应周期,致使平均污水处量相应降低。

技术简介: 北大深研院环境与能源学院陶虎春教授带领课题组内的科研人员研发了一种燃料电池系统和污水处理产电及还原重金属的方法。这种燃料电池系统包括生物反应器,生物反应器包括阴极室和阳极室,阴极室和阳极室内分别设有阴电极和阳电极,阴极室和阳极室内分别具有微生物活性物,阴极室和阳极室之间通过质子交换膜相间隔,阳极室内流通污水并通过其内的微生物活性物对污水进行处理,阴极室内包含重金属离子溶液并在其内使重金属离子还原,阳极室内产生质子和电子,质子通过质子交换膜迁移至阴极室,使两极室在反应器内部电性连通,并使生物反应器处理污水的同时产生电能。

项目图片

微生物燃料电池原理示意图

图片1:(a)微生物燃料电池原理示意图;(b)阴极板上沉积了红褐色单质铜的微生物燃料电池反应器照片

竞争优势

  1. 该系统结构简单,操作简便。
  2. 不用鼓入氧气,成本低,可进行低成本的大规模生产。
  3. 可从阴极溶液中回收重金属。

合作方式:目前,该专利已授权,合作方式需双方进一步洽谈。

相关文献

1、梁敏, 陶虎春, 李绍峰等. 剩余污泥为底物的微生物燃料电池处理含铜废水[J]. 环境科学. 2011, 32(1): 179-185.

2、Hu-Chun Tao, Wei Li,Min Liang, Nan Xu, Jin-Ren Ni, Wei-Min Wu. A membrane-free baffled microbial fuel cell for cathodic reduction of Cu(II) with electricity generation. Bioresource Technology, 2011, 102, 4774-4778.

3、Hu-Chun Tao, Min Liang, Wei Li, Li-juan Zhang, Jin-ren Ni, Wei-Min Wu. Removal of Copper from Aqueous Solution by Electrodeposition in Cathode Chamber of Microbial Fuel Cell. Journal of Hazardous Materials, 2011, 189, 186-192.

知识产权:已授权中国发明专利,专利号: ZL200910110425.7

主要研究人陶虎春;梁敏;倪晋仁,实验室主页

项目联系人:李金波

联系电话:0755-26032114;13622343954

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