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以稻稈纖維應用於微生物燃料電池產電之研究

為了解決氰化鉀露天的問題，作者林煌賓 這樣論述：

中文摘要微生物燃料電池(microbial fuel cells, MFCs)係經由微生物降解有機物以生物化學能量產生電能之發電裝置。而台灣每年約有200萬公噸廢棄稻作廢棄物，根據研究指出稻稈中含有纖維素約21-31%、半纖維素20-35%及4-19%木質素。若以水解技術破壞木質纖維結構將其轉化成醣類供給具有產電能力之微生物利用而達到直接能源輸出之目的，不僅提升生質能源多元化，增加農業廢棄物附加價值之外，亦可以減緩農業廢棄物於農地就地焚燒處理導致空氣污染之問題。本研究以雙槽H型MFC系統建立一以微生物降解稻稈纖維產電之裝置，陰極槽固定以50 mmol/L 鐵氰化鉀(K3Fe(CN)6)做為陰

極之電子接受者，陽極則以農業廢棄物-稻稈纖維進行微生物水解產電。本研究分為三大部分，第一部分以萄萄糖基質啟動MFC進行電極優化促使微生物附著生長並探討其產電效能。第二部分探討以前處理(熱處理)後與未前處理之稻稈基質進行產電比較。第三部分探討以稻稈與不同濃度之尿素混合熱處理後其碳氮比(C/N)分為2.7、4.4、13.7、27.5，進行模擬不同碳氮比之產電效能研究。研究結果顯示：(1) 由混合基質培養過程中純化出一株具有纖維素分解能之優勢菌種。(2) 未熱處理與熱處理後之稻稈基質進行產電比較，其電壓由480 mV 提升至546 mV，提升15.4% ；功率密度由51 mW/m2提升至95 mW/

m2，提升46.3 %；內電阻值由910 Ω降低至390 Ω，降低57.1 %。 (3)稻稈與尿素混合熱處理後以C/N 為4.4之陽極基質可獲得最佳功率密度160 mW/m2，與未熱處理與熱處理後無調整C/N比之基質產電相比分別提高68.3%及40 %。 (4)經添加尿素調整碳氮比加熱後之稻稈基質其產電啟動時間明顯可以縮短。關鍵字：微生物燃料電池(MFC)、稻稈、木質纖維、C/N比