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石墨烯陽極:提升微生物燃料電池性能的新方案

作者:管理員

近期,哈爾濱工業大學劉紹琴課題組根據Geobacter産電微生物可以利用Fe3+和S作爲電子傳遞通路的特性,通過簡便的水熱反應合成了二硫化鐵/石墨烯複合物(FeS2/rGO)作爲微生物燃料電池的陽極。

近期,哈爾濱工業大學劉紹琴課題組根據Geobacter産電微生物可以利用Fe3+和S作爲電子傳遞通路的特性,通過簡便的水熱反應合成了二硫化鐵/石墨烯複合物(FeS2/rGO)作爲微生物燃料電池的陽極。

該複合納米結構不僅極大地改善了Geobacter産電微生物在電極表面的黏附能力,而且有利于Geobacter在群落中與其他細菌的競爭,實現了Geobacter産電微生物的選擇性富集,從而將微生物燃料電池的啓動周期從常規碳布電極的十幾天降低到2天。

此外,FeS2纳米粒子的引入显著减小了电极的电荷转移阻抗,促进了微生物-电极界面之间的电子传递,获得了3.22 W/m2的面功率密度。将其用于啤酒厂废水的处理,也获得了较高的电压和功率密度以及良好的有机物去除率。

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微生物燃料電池是一個十分複雜的體系,涉及細菌自身複雜的代謝和群體的互作、生物電極界面的相互作用、複雜的傳質過程和電化學反應。關于特定條件下MFC性能的研究相對比較充分,但上述的一些基本過程仍然需要被進一步的研究和更詳細的闡述。我們相信,對于微生物自身代謝和種群間相互作用的進一步揭示以及細菌-電極之間微納界面的進一步研究將有助于指導未來MFC陽極的設計和應用。

                                                                                                                       (來源-石墨烯聯盟