新型光合藻微生物燃料電池高效轉化二氧化碳研究

《新型光合藻微生物燃料電池高效轉化二氧化碳研究》是依託南開大學，由周明華擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：新型光合藻微生物燃料電池高效轉化二氧化碳研究
• 項目類別：重大研究計畫
• 項目負責人：周明華
• 依託單位：南開大學

中文摘要

二氧化碳電催化轉化是當前電化學、環境和能源學科交叉研究的熱點，但仍存在產物多、選擇性差、效率低或能耗高等問題。本項目擬在創新輥壓法製備N、F改性低成本高性能碳空氣陰極基礎上，發展新型光合藻微生物燃料電池體系，在產生電能同時高效轉化二氧化碳為藻類實現可再生能源的生產。闡明催化層非金屬改性性能調控機制，掌握新型陰極輥壓製備關鍵。構建並最佳化新型光合藻微生物燃料電池，探明強化二氧化碳固定轉化途徑，揭示新體系藻生長和產油產電性能調控關鍵，闡明光電耦合藻固定轉化CO2新機制。進一步研究新型光合藻微生物燃料電池套用於煙道氣中二氧化碳資源化轉化的可行性和限制因素，為其實際套用提供技術支撐和新方法。這對於我國履行國際削減二氧化碳義務，降低溫室效應和煙氣排放帶來的環境影響，發展可再生能源，具有重要的戰略意義、學術研究價值和套用前景。

結題摘要

二氧化碳電催化轉化是當前電化學、環境和能源學科交叉研究的熱點，但仍存在產物多、選擇性差、效率低或能耗高等問題。本項目研究了陰極N摻雜改性及碳氣凝膠陰極催化層活化，並輥壓法製備了低成本高性能碳空氣陰極，構建了三維陽極，發展了新型氣升式光合藻微生物燃料電池體系，在產生電能同時高效轉化CO2為藻類實現可再生能源的生產。闡明了催化層非金屬改性性能調控機制，掌握了新型陰極輥壓製備關鍵。構建並最佳化了氣升式光合藻微生物燃料電池，探明了強化CO2固定轉化途徑，揭示了新體系藻生長和產油產電性能調控關鍵，闡明光電耦合藻固定轉化CO2新機制。進一步研究了新型光合藻微生物燃料電池套用於CO2資源化轉化和同時處理豬廢水的可行性，為其實際套用提供技術支撐和新方法。這對於我國履行國際削減CO2義務，降低溫室效應和煙氣排放帶來的環境影響，發展可再生能源，具有重要的戰略意義、學術研究價值和套用前景。