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微生物燃料电池中产电微生物的研究进展张霞;肖莹;周巧红;吴振斌【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2017(33)10【摘要】微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)作为一种新型的环境治理和能源技术,目前已得到研究者们的广泛关注.微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能转化成电能的装置,产电微生物作为生物催化剂,对微生物燃料电池的发展至关重要.不同种类的产电微生物,其电子转移机制与能力有所差异,直接影响MFC的产电性能,从而决定MFC在工程实践中的性能与应用.任何含有大量微生物的废水、污泥、沉积物都可以作为产电微生物的筛选来源,尝试从不同环境条件下分离筛选高效产电微生物有望促进MFC的进一步完善,从而加速其在环境中的应用.通过对微生物燃料电池的发展、产电微生物种类及其电子传递机制等进行总结分析,综述了MFC中产电微生物的最新研究进展,包括产电微生物的筛选方法、种类以及技术研究等,最后展望了今后在产电微生物方面的主要研究方向及MFC的发展前景,以期为产电微生物的的筛选和应用奠定相应的理论基础及提供思路.%Microbial fuel cell(MFC),one of the novel environmental and energy technologies,is attracting attention of numerous researchers. MFC is a device that utilizes microorganisms to convert chemical energy from organic matter into electrical energy. As a biocatalyst, electricigens play a key role in the development of MFC. Different kinds of electrogenes have different electron transfer mechanism and ability, affect the production performance of MFC directly,then determine the MFC performance andapplication in engineering practice. Any waste water,sludge,and sediment containing a large amount of microorganisms,try to screening high efficient electrogenes isolated from different environment is expected to promote the further perfect of MFC,so as to accelerate its application in the environment. The latest progress of electricigens in MFCs from several aspects were summarized,including of the development of MFC's operation,the electricigens species and their electron transfer mechanism,specifically including the screening methods of electricigens,types and the related technology research. Finally,the main research trends of electricigens and the potential application of MFC in the future are also listed,aiming at providing the corresponding theoretical basis and new ideas for the screening and application of electricigens.【总页数】10页(P64-73)【作者】张霞;肖莹;周巧红;吴振斌【作者单位】武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉 430070;中国科学院水生生物研究所淡水生态和生物技术国家重点实验室,武汉 430072;中国科学院水生生物研究所淡水生态和生物技术国家重点实验室,武汉 430072;中国地质大学环境学院,武汉 430074;中国科学院水生生物研究所淡水生态和生物技术国家重点实验室,武汉 430072;中国科学院水生生物研究所淡水生态和生物技术国家重点实验室,武汉430072【正文语种】中文【相关文献】1.产电微生物与微生物燃料电池研究进展 [J], 赵丽坤;闫蕾蕾;李景晨;吕莹莹;郝耀彤2.微生物燃料电池中产电微生物的研究进展 [J], 谢丽;马玉龙3.微生物燃料电池中产电微生物电子传递研究进展 [J], 王慧勇;梁鹏;黄霞;王晓昌4.微生物燃料电池阳极产电微生物和阴极受体特性及研究进展 [J], 付洁;赵海;靳艳玲;甘明哲5.微生物燃料电池中阳极产电微生物的研究进展 [J], 范平;支银芳;吴夏芫;周楚新因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
微生物燃料电池中产电菌与电极的作用机制及其应用微生物燃料电池中产电菌与电极的作用机制及其应用一、引言能源危机与环境污染成为全球亟待解决的重大问题。
传统化石燃料存在数量有限、资源消耗大以及排放大气污染等问题，推动了新能源技术的研究与发展。
微生物燃料电池作为一种可再生能源技术，通过微生物与固体电极的相互作用产生电能。
该技术不仅具有可持续发展性能，同时也能够有效地处理有机废物并降低环境污染。
本文将重点探讨微生物燃料电池中产电菌与电极的作用机制以及其应用。
二、微生物燃料电池的基本原理微生物燃料电池是一种利用微生物代谢能力将有机废物转化为电能的技术。
其基本原理是通过微生物在厌氧条件下，将有机物氧化成为电子和质子。
这些电子和质子经过微生物细胞呼吸释放出来，并通过电极与氧化剂（通常是氧气）发生反应，从而产生电能。
三、微生物燃料电池的产电菌1. 产电菌的分类微生物燃料电池中的产电菌主要分为阳极菌和阴极菌两类。
阳极菌主要通过氧化底物释放电子，在阳极处发生氧化反应；而阴极菌则通过还原剂吸收电子，在阴极处发生还原反应。
常见的产电菌有硫酸盐还原菌、铁还原菌、硝酸还原菌等。
2. 非传导细菌（特别是抽调菌）非传导细菌是一类在微生物燃料电池中起着重要作用的微生物。
这些微生物不直接与电极接触，而是通过释放微生物生成物来影响电流传导。
例如，抽调菌可以通过释放外泌体和纤毛生成物等有助于电流传输的分子，促进电子在电极与细胞之间的直接转移。
四、微生物与电极的作用机制1. 电子传递微生物与电极之间的电子传递是微生物燃料电池中产生电能的关键步骤。
电极表面的氧化还原反应是电子从微生物到电极的基本通道。
产生电流的初级机制是微生物酶催化底物的氧化反应，使底物释放出电子。
这些电子随后通过氧化反应，被电极表面捕获。
2. 质子交换除了电子传递，质子的交换也是微生物燃料电池中不可或缺的过程。
当微生物氧化底物生成质子时，质子可以通过细胞膜上的离子通道进入溶液中。
《微生物燃料电池中产电菌与电极的作用机制及其应用》篇一一、引言微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）是一种利用微生物将有机物转化为电能的技术。
在过去的几十年里，MFC因其可持续性、环境友好性和低成本的特性，引起了科研人员的广泛关注。
产电菌作为MFC的核心组成部分，其与电极之间的作用机制对提高MFC的能源转换效率具有重要意义。
本文将深入探讨产电菌与电极的作用机制及其在MFC中的应用。
二、产电菌与电极的作用机制（一）产电菌的生理特性产电菌是一类能够利用有机物进行代谢并产生电流的微生物。
它们通过分泌电子传递体，如色素、醌类等，将有机物氧化过程中产生的电子传递给电极。
此外，产电菌的代谢活动还能够降低阳极区有机物的浓度，从而提高MFC的能源转化效率。
（二）产电菌与电极的相互作用在MFC中，产电菌附着在阳极上，通过其代谢活动将有机物氧化为二氧化碳和水，同时释放电子。
这些电子通过细胞膜上的电子传递体传递给阳极电极，进而形成电流。
因此，产电菌与电极之间的相互作用是MFC中能量转换的关键过程。
（三）电极材料与结构的影响电极材料和结构对产电菌的附着、生长以及电子传递效率具有重要影响。
常用的阳极材料包括碳基材料、金属氧化物等。
其中，碳基材料具有较高的导电性和良好的生物相容性，有利于产电菌的附着和生长。
此外，三维多孔结构的电极能够提供更大的表面积，有利于产电菌的增殖和电子传递。
三、MFC中产电菌与电极的作用机制的应用（一）提高MFC性能通过研究产电菌与电极之间的作用机制，可以优化MFC的运行条件，提高其能源转换效率。
例如，通过调整pH值、温度、底物浓度等环境因素，可以改善产电菌的代谢活动，从而提高MFC的电流输出和能源转化效率。
此外，通过优化电极材料和结构，可以增强产电菌与电极之间的相互作用，提高电子传递效率。
（二）生物电化学系统中的应用MFC作为一种生物电化学系统，具有在废水处理、生物传感器、生物燃料生产等领域的应用潜力。
《微生物燃料电池不同阴极电子受体及同步除污产电性能研究》篇一一、引言随着人类社会对清洁能源和可持续发展需求的增加，新型的能源技术和环境保护技术备受关注。
其中，微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）因其独特的能力，在处理有机废水的同时产生电能，受到了广泛的研究和应用。
而阴极电子受体作为影响MFC性能的关键因素之一，其选择与性能研究对提高MFC的发电效率及污染物去除效果具有重大意义。
本文旨在研究不同阴极电子受体在MFC中的表现，并对其同步除污产电性能进行分析。
二、MFC概述微生物燃料电池是一种将有机物质转化为电能的装置。
它主要依赖于微生物的生物电化学反应过程来发电。
MFC由阳极和阴极两部分组成，其中阳极通常浸没在含有有机物的废水中，而阴极则通过电子受体接受电子并产生电流。
三、不同阴极电子受体的研究1. 氧气（O2）作为电子受体氧气是最常见的阴极电子受体，其优点是来源广泛且易于处理。
然而，当使用氧气作为电子受体时，MFC的功率密度和库伦效率会受到限制。
2. 硝酸盐（NO3-）作为电子受体硝酸盐作为一种替代的电子受体，具有较高的还原电位，可以显著提高MFC的功率输出。
此外，硝酸盐的还原还能去除水中的氮污染。
3. 硫化合物（如硫离子S2-）作为电子受体硫化合物作为一种有效的电子受体，能显著提高MFC的电流输出和污染物去除效果。
此外，硫离子的还原产物硫酸盐是水处理中常见的安全物质。
四、同步除污产电性能分析在MFC中，不同阴极电子受体的选择对同步除污产电性能具有显著影响。
以氧气为电子受体的MFC具有良好的同步除污能力，同时还能产生一定的电能；以硝酸盐为电子受体的MFC 除了具有较高的产电性能外，还能有效去除水中的氮污染；以硫离子为电子受体的MFC则能在高电流输出的同时有效去除有机污染物。
因此，在选择阴极电子受体时，应根据实际需求和环境条件进行权衡和选择。
五、结论本研究通过对比不同阴极电子受体在微生物燃料电池中的表现，发现不同电子受体对MFC的同步除污产电性能具有显著影响。
微生物燃料电池论文：微生物燃料电池阴极材料的制备及其产电性能研究【中文摘要】微牛物燃料电池(MFCs)是一种环境友好的生物产电技术,能利用微生物将有机底物中的化学能通过电化学反应直接转换为电能,具有原料广泛充足,操作条件温和,清洁环保等特点,在缓解能源短缺和环境问题方面具有巨大潜力。
但是MFCs仍存在不稳定、效率不高、输出功率低、成本昂贵等问题,阻碍了其进一步发展。
本文针对MFCs输出功率低、成本高等问题,先后制备了两种类型的阴极材料,同时相对应地改变了电池构型,设计和搭建实验室平台,并从材料性能,输出功率和运行情况等方面对MFCs体系的产电性能进行对比研究,进而对影响电池产电性能的因素进行分析和优化。
论文的研究内容主要包括以下几个部分：1、使用发散法制备了4.0代树状大分子,通过季胺化反应得到表面带正电荷的部分季胺化树状大分子,并且以此为模板,通过硼氢化钠【英文摘要】Microbial fuel cells (MFCs), one type of environmental friendly bio-technology, represent a device that transforms chemical energy in organic materials directly into electrical energy via electrochemical reactions. With the advantages of abundant fuels, mild operation condition and clean green, the MFCs have great potential in dealing with the supply of fossil fuels decline and environmental problemsintensify. The instability, inefficiency, low power output and high cost are still the major drawbacks in the development of MFCs.According to low output and high cost of the MFCs, we prepared two types of cathode material and changed the configuration correspondingly. The experimental platform was designed and set up to research the material property, power output and operation condition. Then, compared and analyzed these factors to find and optimize the electrogenesis performance of MFCs. The thesis including the following parts:1、Generation 4.0 Partially quarternized Polyamidoamine (PAMAM) dendrimers with both quaternary ammonium groups and primary amines was prepared. Using template synthesis method, after the reduction reaction, we are able to produce Polyamidoamine (PAMAM) dendrimer encapsulated Platinum nanoparticles (Pt-DENs) with uniform diameters of 4 nm. Meanwhile, electrodeposition of Pt on carbon paper was performed in three-electrode system:Pt wire and Ag/AgCl were used as counter and reference electrodes while carbon paper serves as working electrode. Pt nanoparticles deposited and dispersed uniformly on the whole surface of the carbon paper with a diameter of 300 nm.2、A simple air-cathode single chamber microbial fuel cell (SCMFCs) system was designed in thisparagraph. Compared the two kinds of synthesis method between Pt-DENs and electro-deposition Pt. we analyzed thetime-voltage curve, polarization and power density curve:using the Pt-DENs as the cathode catalyst, the SCMFCs acquired the largest power output of 630 mw/m2, open voltage of 0.5 V, as well as with lower Pt loading amount of 0.1 mg/cm2. With advantages of unique catalytic properties, including high activity, selectivity and stability, Pt-DENs show great potential in the application and development of MFCs.3、In this study, flower spherical copper indium disulfide (CuInS2) semiconductor microspheres, prepared by a facile solvothermal method, formed on the transparent conductive glass (ITO substrate) by spin-coating, could be en effective cathode material in a MFC system. EDX and ICP-AES have shown that an excess of indium was obtained, which was greater at the surface than in the bulk. XRD reveals the chalcopyrite structure of CuInS2. The positive slope of the Mott-Schottky plot confirms the formation of n-type CuInS2 composites. Cyclic voltammetric measurements showed oxidation and reduction potential of the microsphere were 1.2 V and-0.7 V; time-voltage curve shows the operation voltage of the MFC system was 0.55 V; Furthermore, being equipped with CulnS2 cathode, the MFC achieved openvoltage of 0.69 V, maximum power density of 1640 mW/m2. largest current density of 17600 mA/m2. The CuInS2 photocathode MFC achieved excellent electricity performance even without a catalyst so that greatly reduces the material cost, which may broaden its application in energy conversion and environmental protection, and open up a new way for further development of the MFCs.【关键词】微生物燃料电池树状大分子封装铂二硫铜铟微球功率密度【英文关键词】Microbial fuel cell Pt-DENs CuInS2 microspheres power density【备注】索购全文在线加我：13.993.8848同时提供论文辅导写作和学术期刊论文发表服务本文为学术文献总库合作提供，无涉版权。
微生物燃料电池性能的影响因素研究
赵磊;冯泽胜;张钧;高海军
【期刊名称】《中国农学通报》
【年(卷),期】2008(24)11
【摘要】在微生物燃料电池中,氧化还原介体可以有效的促进电子从微生物细胞内传递到电池阳极上,提高电池的能量转化率。
在不加介体情况下,普通变形菌电池性能优于大肠杆菌。
对微生物和氧化还原介体的组合进行研究,结果显示,普通变形菌和硫堇的组合极化曲线趋于平坦,性能比较稳定,功率可达到128.8mW/m2。
另外,在加入硫堇后,电池内阻由1724Ω降为200Ω,内阻降幅为88.4%。
当
0.25mmol/L Fe(Ⅲ)EDTA和0.5mmol/L硫堇混合时,功率可达169.3mW/m2,优于单介体微生物燃料电池。
【总页数】6页(P97-102)
【关键词】微生物燃料电池;氧化还原介体;普通变形菌;硫堇;Fe(Ⅲ)EDTA
【作者】赵磊;冯泽胜;张钧;高海军
【作者单位】北京理工大学生命科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】Q81
【相关文献】
1.厌氧流化床微生物燃料电池同步除碳脱氮产电性能影响因素 [J], 黄健盛;杨平;杨长军;穆世江;穆斌
2.金属离子对微生物燃料电池产电性能影响的研究进展 [J], 苏圣媛;王小雨;周丹丹
3.阳极微生物的固定方式对微生物燃料电池性能的影响 [J], 邢达杰
4.重金属离子对微生物燃料电池阴极性能影响研究进展 [J], 王丽;宋雨桐;王文雷
5.单室直接微生物燃料电池性能影响因素分析 [J], 冯雅丽;李浩然;祝学远
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《微生物燃料电池不同阴极电子受体及同步除污产电性能研究》篇一一、引言随着全球能源需求持续增长，清洁可再生能源的开发与利用成为当前研究的热点。
微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）作为一种新型的生物能源技术，具有绿色、可持续、无污染等优点，受到了广泛关注。
MFC通过微生物的生物电化学反应将有机物中的化学能转化为电能，同时实现污水的同步处理。
阴极电子受体是影响MFC性能的关键因素之一，本文旨在研究不同阴极电子受体对MFC产电性能及同步除污效果的影响。
二、研究背景微生物燃料电池是一种基于微生物氧化有机物的生物电化学系统。
其核心原理是利用微生物在厌氧条件下氧化有机物产生电子，并通过外部电路将电子转移到阳极，再由阴极接受电子受体，完成电子循环。
不同阴极电子受体对MFC的产电性能、污染物去除效果以及运行成本等均有所影响。
三、不同阴极电子受体的研究1. 氧气（O2）氧气作为最常见的阴极电子受体，在MFC中广泛应用。
研究表明，以氧气为阴极电子受体的MFC具有良好的产电性能和污染物去除效果。
然而，氧气在阴极的还原反应速率较慢，限制了MFC的性能。
2. 硝酸盐（NO3-）硝酸盐作为一种替代氧气的新型阴极电子受体，在MFC中具有较高的还原反应速率。
使用硝酸盐作为阴极电子受体的MFC，在处理含氮废水方面具有显著优势。
此外，硝酸盐的还原过程还可以产生氮气等无害物质，减少二次污染。
3. 二氧化锰（MnO2）和铁氰化物（Fe(CN)64-）除了氧气和硝酸盐外，二氧化锰和铁氰化物等也是常见的阴极电子受体。
这些物质在MFC中具有较高的反应活性，可以提高MFC的产电性能和污染物去除效果。
此外，这些物质在自然界中广泛存在，具有较低的成本优势。
四、同步除污产电性能研究不同阴极电子受体对MFC的同步除污产电性能具有显著影响。
以氧气为阴极电子受体的MFC在处理有机废水方面具有较好的效果，可以同时实现有机物的去除和电能的产生。
第33卷第11期2012年11月太阳能学报ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICAVol．33，No．11Nov．，2012文章编号：0254-0096（2012）11-1968-05微生物燃料电池中一株产电菌Citrobacter freundii 的分离及特性研究收稿日期：2010-07-16基金项目：国家自然科学基金（21143005）；国家青年科学基金（21006105）；河南省生物质能源重点实验室开放基金（109q21001）；中科院广州能源所重点实验室基金（y207j81001）通讯作者：孙永明（1977—），男，博士、副研究员，主要从事厌氧能源化方面的研究。
sunym@ms．giec．ac．cn李颖，孙永明，孔晓英，李连华，李东，袁振宏（中国科学院广州能源研究所，可再生能源与天然气水合物重点实验室，广州510640）摘要：通过形态、生理生化特性及系统进化分析表明，从微生物燃料电池中分离出的产电菌株LY-3与弗氏柠檬酸杆菌（Citrobacter freundii ）最相近，将其命名为Citrobacter freundii LY-3。
循环伏安扫描显示，该菌株具有电化学活性，在微生物燃料电池中，以牛肉膏为燃料产生的最大电压为0．43V ，最大功率密度为98．2mW /m 2。
关键词：微生物燃料电池；Citrobacter freundii ；系统进化树；电化学活性中图分类号：TK6文献标识码：A0引言利用微生物的氧化作用将有机物转化为电能的装置称为微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell ，MFC ）。
影响微生物燃料电池产电能力的主要因素有燃料、产电微生物及电池构型，其中产电微生物被认为是重要的影响因素之一。
目前，对于产电微生物的研究主要有两方面，一是对不同底物富集的产电微生物进行群落分析，二是对产电菌的分离，进而研究其产电特性及产电机制。
已分离的产电菌主要有变形菌门（Proteobacteria ）的细菌，包括α-变形菌纲（Alphaproteobacteria ）的Rhodopseudomonas palustris ［1］和Ochr-obactrum anthropi ［2］；β-变形菌纲（Betapro-teobacteria ）的Rhodofoferax ferrireducens ［3］；γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria ）的Aeromonas hydrophilia ［4］、Pseudomonas aeruginosa ［5］、Shewanella putrefactions ［6］和S．oneidensis ［7］；δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria ）的Geobacter sulfurreducens ［8］、G．metalireucens ［9］、Geopsychrobacter electrodiphilus ［10］和Desulfoblbus propionicus ［11］，此外，还有厚壁菌门的Clostridium butyricum ［12］和Clostridium beijerinckii ［13］，酸杆菌门（Acidobacteria ）的Geothrix fermentan ［14］。
目前，MFC 的输出功率还较低，因此高效产电菌的筛选对于提高MFC 的电能输出具有重要意义。
本文分离、鉴定了一株新的产电菌，并对其产电性能进行了初步研究，为进一步提高MFC 的产电性能及深入探讨产电机制奠定了基础。
1材料与方法1．1菌种的分离和纯化菌源取自实验室中运行稳定的MFC 阳极池，稀释后加入液体富集培养基中，30ħ厌氧富集培养3代。
然后，在营养琼脂平板划线，厌氧箱（YQX-II ，上海新苗医疗器械制造有限公司）中30ħ培养3d ，纯化培养3代后保存。
通过循环伏安扫描及接种MFC 进行产电考察。
其中富集培养基的组分为：NaHCO 32．5g /L ，KCl 0．1g /L ，NH 4Cl 1．5g /L ，NaH 2PO 40．6g /L ，NaAc 20mmol /L ，柠檬酸铁20mmol /L ，酵母提取物0．5g /L 。
营养琼脂组分为：蛋白胨10g /L ，牛肉膏3g /L ，NaCl 5g /L ，琼脂15g /L 。
1．2菌种的生理生化性质参照《常见细菌系统鉴定手册》［15］对各菌株进行生理生化鉴定。
1．3菌株16S rDNA 序列分析菌株的16S rDNA 的克隆参照《一般细菌常用的鉴定方法》［16］进行，PCR 采用通引物63f ：5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’；1387r ：5’-11期李颖等：微生物燃料电池中一株产电菌Citrobacter freundii的分离及特性研究1969ACGGCTACCTTGTTACGACTT-3’。
25μL PCR反应体系为：DNA模板1μL，10ˑPCR缓冲液2．5μL，上下游引物各1μL，Taq DNA聚合酶0．5μL及10ˑdNTP2μL，补水至25μL。
PCR扩增程序为：94ħ预变性5min；94ħ30s、55ħ1min、72ħ1min，30个循环，最后于72ħ延伸10min，4ħ保存。
扩增产物进行10g/L琼脂糖凝胶电泳分析，纯化和回收PCR产物，序列测定由生工生物工程有限公司完成。
将测序结果提交NCBI（www．ncbi．nlm．nih．gov）进行Megablast，调取同源性高的相关序列，通过ClustalX软件进行比对，Mega软件进行系统发育分析，采用邻接法构建系统进化树。
1．4产电性能测定菌种的产电性能通过循环伏安法和MFC进行测定。
1．4．1循环伏安扫描为了研究厌氧培养的菌株LY-3的电化学活性，取10mL培养48h的菌悬液（OD600为0．631），经离心和清洗后重悬于含50mmol/L NaCl的磷酸盐缓冲溶液中，然后采用电化学工作站（上海辰华，CHI660C）以100mV/s的扫描速度在－800800mV之间循环测试菌悬液的氧化还原特性［12］，绘制循环伏安曲线。
1．4．2MFC产电性能测试采用两室MFC，由质子交换膜（Nafion117）隔开，阳、阴两极室的体积均为125cm3（5cmˑ5cmˑ5cm），阳、阴极材料分别为碳布（5cmˑ4cm）和石墨棒，外电阻为1000Ω。
阳极液由2g/L的牛肉膏和100mol/L的PBS组成，其中PBS的组成为：KCl0．26g/L，NH4Cl0．62g/L，NaH2PO44．90g/L，Na2HPO49．15g/L，pH=7．0。
阴极液为50mmol/L铁氰化钾，MFC反应器先经紫外灭菌，在阳极室添加经121ħ灭菌20min的阳极液并接种菌株LY-3，运行并记录输出电压（ZP1001电压采集模块，广州智浦电子科技有限公司），1min记录一次电压，当输出电压降低到0．03V以下时，更换阳极燃料，温度为室温。
1．5测试和计算方法MFC的最大功率通过极化曲线获得，当电压输出稳定时，由变阻箱改变外电阻（0 90kΩ），测得MFC不同外电阻时的输出电压，电流通过I=U/R 计算，功率通过P=U2/R计算，绘制极化曲线［17］。
由欧姆定律可知，输出功率最大时内阻等于外电阻，因此可由极化曲线估算内阻。
最大功率密度通过P=Pmax/A计算，其中Pmax最大输出功率（mW），A为阳极面积（m2）。
2结果与分析2．1菌株的分离于鉴定分离到一株产电菌LY-3，该菌在营养琼脂平板上生长良好，培养48h后菌落表面光滑、半透明、边缘整齐、有光泽。
革兰氏染色为阴性，菌体杆状，氧化酶阴性，接触酶阳性，厌氧条件下能生长，VP阴性，还原硝酸盐，能利用柠檬酸盐，初步鉴定该菌株属于柠檬酸杆菌属（Citrobacter）。
明胶液化、脲酶、ONPG、硫化氢、甲基红和糖醇发酵等试验结果表明，菌株LY-3的生理生化性质与《常见细菌系统鉴定手册》中的弗氏柠檬酸杆菌（Citrobacter freundii）最相似，如表1所示。
表1菌株LY-3的生理生化特征及与弗氏柠檬酸菌的比较Table1Physiological and morphological characteristics ofstrain LY-3and Citrobacter freundii特性LY-3C．freundii特性LY-3C．freundii革兰氏染色－－葡萄糖++好氧生长++阿拉伯糖++兼性厌氧++纤维二糖++H2S产生++麦芽糖++过氧化氢酶++鼠李糖++氧化酶实验－－海藻糖++脲酶－d D-木糖++硝酸盐还原++蔗糖+d V．P．试验－－乳糖++明胶液化－－D-山梨醇++甲基红++D-甘露醇++水解ONPG++卫茅醇－d柠檬酸盐利用++水杨苷－－注：+—阳性；－—阴性；d—菌种各异。
为进一步鉴定菌株LY-3，通过PCR扩增得到了一段1400bp的16S rDNA片段，测序后通过系统进化分析（图1），表明LY-3与C．freundi的亲缘关系1970太阳能学报33卷最近。
此鉴定与生理生化鉴定结果一致，故将该菌种命名为Citrobacter freundii LY-3，GenBank 接收号（Accession No．）为GQ465944。
图1菌株LY-3系统发育树Fig．1Phylogenetic tree of strain LY-3and closely related species based on 16S rDNA gene sequences2．2循环伏安扫描通过循环伏安法测定电解液中所含物质是否具有氧化还原特性。
循环伏安曲线如图2所示，厌氧培养的菌株LY-3在－0．13V 出现一个强还原峰，在+0．24mV 出现一个较弱的氧化峰，而不含菌体的缓冲液无明显的氧化还原峰。
这与产电菌A．hydrophila ［4］和C．butyricum ［12］的循化伏安曲线相似。
图2菌株LY-3及缓冲液的循环伏安曲线Fig．2CVs of LY-3cell suspension grown under anaerobicconditions and medium without cell2．3MFC 产电考察为确定菌种LY-3是否能应用到MFC 中产电，以牛肉膏为基质，将菌株LY-3接种到阳极室启动MFC ，启动26h 后，电压达到第一周期的最大值0．25V 。
当电压降到0．03V 时更新培养基，以便除去死细胞和悬浮细菌对产电的影响。
如图3所示，更新培养基后，MFC 的输出电压迅速增加，由此推测，在MFC 产电过程中吸附在阳极上的生物膜起主导作用。
MFC 的输出电压在第3周期达到最大值0．43V ，并稳定12h 第4周期中，电压最大值维持在0．42V ，电压不再增加，说明此时阳极产电菌的吸附量已达最大值。
