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石墨烯阳极:提升微生物燃料电池性能的新方案

作者:管理员

近期,哈尔滨工业大学刘绍琴课题组根据Geobacter产电微生物可以利用Fe3+和S作为电子传递通路的特性,通过简便的水热反应合成了二硫化铁/石墨烯复合物(FeS2/rGO)作为微生物燃料电池的阳极。

近期,哈尔滨工业大学刘绍琴课题组根据Geobacter产电微生物可以利用Fe3+和S作为电子传递通路的特性,通过简便的水热反应合成了二硫化铁/石墨烯复合物(FeS2/rGO)作为微生物燃料电池的阳极。

该复合纳米结构不仅极大地改善了Geobacter产电微生物在电极表面的黏附能力,而且有利于Geobacter在群落中与其他细菌的竞争,实现了Geobacter产电微生物的选择性富集,从而将微生物燃料电池的启动周期从常规碳布电极的十几天降低到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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微生物燃料电池是一个十分复杂的体系,涉及细菌自身复杂的代谢和群体的互作、生物电极界面的相互作用、复杂的传质过程和电化学反应。关于特定条件下MFC性能的研究相对比较充分,但上述的一些基本过程仍然需要被进一步的研究和更详细的阐述。我们相信,对于微生物自身代谢和种群间相互作用的进一步揭示以及细菌-电极之间微纳界面的进一步研究将有助于指导未来MFC阳极的设计和应用。

                                                                                                                       (来源-石墨烯联盟