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| 1 | 基于广义预测控制策略的微生物燃料电池控制显示文摘针对MFC系统启动阶段输出响应不稳定以及调节时间较长的问题,结合微生物燃料电池自身特性,提出了基于广义预测控制(generalized predictive control,GPC)的微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)控制策略。与加入PID控制方法对比得知,加入GPC的MFC系统输出能够避免响应出现大幅度的抖动,且响应速度快,动态调节鲁棒性好,保证了动态输出曲线快速准确地跟踪系统设定值。在给定外电阻为恒值和醋酸盐浓度随时间阶梯变化时,通过带遗忘因子的最小二乘法进行模型辨识,将所得线性模型作为预测模型,采用GPC算法进行控制。仿真表明,GPC能在控制响应速度方面取得好的控制效果以及系统调节过程中的鲁棒性也有了较大的改善。有效地实现了对微生物燃料电池系统的动态性能以及鲁棒性能的优化,验证了所提出的算法有效可行。 | 安爱民 王静 张浩琛 杨国强 刘云利 | 2016 | 化工学报2016，67，3： | 5 |
| 2 | 带有蛇形流场的微生物燃料电池串联堆性能特性显示文摘以四个成功启动的带有蛇形流场的单电池构造了微生物燃料电池串联堆(MFCS-S),测试了MFCS-S性能,探讨了其性能提升的限制因素,研究了增加反极电池阴、阳极电解液流量,采取混联的方式运行,移除反极电池和反接反极电池对电堆性能的影响。实验结果表明:MFCS-S在输出电压为2.11V时获得最大功率密度(2226mW·m-2);在一定电流条件下,性能较差的单电池发生电压反极,这是限制MFCS-S性能提高的主要原因;增加反极电池阴、阳极流量虽然不能较大幅度地改善单电池反极,但是却能大幅度提高电堆功率密度;采用混联方式运行不但可以有效避免电池反极,而且可以大幅度提高电堆功率密度;移除反极电池并不能有效地避免电池的反极,反接反极电池反而进一步加剧反极。 | 张亮 朱恂 李俊 廖强 叶丁丁 | 2013 | 化工学报2013，64，10： | 3 |
| 3 | 工艺因子对于MFC中能量分配的协同效应分析显示文摘微生物燃料电池(MFC)以产电和代谢的方式利用系统能量实现有机物降解。针对运行过程中能量的不同分配需求,以p H、有机负荷、溶解氧、电导率和外电阻为工艺因子,采用正交实验方法优选最佳工艺条件,从而实现MFC能量流调控的目的。研究表明:在实验工况下,最高产电能量转化效率和生物代谢能量利用效率分别为8.74%和66.03%,负荷和外电阻对产电能量转化效率有显著影响,负荷和p H对能量利用效率有显著影响,系统能量主要以生物代谢方式被利用。由此可见,在同等负荷条件下,若将MFC作为电转化单元时应主要控制其外电阻,若需提高MFC的有机物降解能力时p H则是首要控制因素。 | 程本爱 贾辉 杨光 刘文斌 张宏伟 王捷 | 2018 | 化工学报2018，69，5： | 0 |
| 4 | 氮浓度对新型生物电化学-颗粒污泥反应器运行的影响显示文摘探讨了新型生物电化学-颗粒污泥反应器在不同进水氮浓度下的脱氮效能与产电性能,并从颗粒污泥的关键酶活性、胞外聚合物组分以及微生物群落分布等角度系统研究了其影响机制。结果表明,COD、NO3^--N、NO2--N和溶解性甲烷在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段(进水NO3^--N和NO2^--N浓度分别为60 mg·L-1和20 mg·L^-1、100 mg·L^-1和40 mg·L^-1、140 mg·L^-1和60 mg·L^-1、180 mg·L^-1和80 mg·L^-1)均得以有效去除,其中COD去除率在第Ⅳ阶段效果最佳,去除率达96%以上,NO3^--N出水浓度在第Ⅱ阶段更为稳定,其去除率达99%以上,NO2--N去除率在各阶段均达99%以上;该反应器最大的功率密度与输出电压值为第Ⅳ阶段的4号格室,分别为471.2 mV·m^-3和608.1 mV。污泥疏松型胞外聚合物(LB-EPS)中多糖与蛋白含量最高为第Ⅱ阶段的5号格室,分别为13.7 mg·g^-1和14.7 mg·g^-1;1号格室污泥中辅酶F420活性最低,进水氮浓度的增大提高了污泥中蛋白酶活性。由第Ⅰ阶段至第Ⅳ阶段,该反应器中变形菌门(Protebaoteria)相对丰度减少,而绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)和浮霉菌门(Planctomycetes)相对丰度增加;具有脱氮作用的陶厄氏菌属(Thauera)在1号格室减少了8.64%,但该反应器脱氮效果未受到影响;甲烷丝状菌属(Methanothrix)在4号格室相对丰度增至12.3%,表明产甲烷菌可在该反应器中与其他菌群联营共存。 | 邓秋金 宿程远 陆欣雅 关鑫 覃容华 邓钰莲 高澍 黄尊 | 2020 | 化工学报2020，71，12： | 0 |
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