基于纳米碳材料的微生物燃料电池阳极的研究
微生物燃料电池(MFCs)作为一个崭新且富有挑战的领域,是21世纪环境工程领域新兴的废水处理同步能源回收技术,能在胞外产电菌的作用下将有机废物中的化学能直接转化成电能的装置,因此引起全世界的广泛关注。虽然MFCs电极材料的研究取得了一定的进展,目前科学家在微生物燃料电池方面还有许多问题有待发现和解决,比如:低输出功率、制作MFC成本高以及对MFC的产电机理还不够清楚等问题。
在MFC利用有机物产生电能的整个过程中,阳极的动力学活性,限制了整体的功率电流密度,起决定作用的是电子在阳极部分的传递。阳极材料本身的性质直接影响到产电微生物能否快速地附着在阳极上,并顺利地将电子传递给阳极。
因此选择性能优良的阳极材料,对提高MFC的产电能力具有十分重要的意义。阳极材料的必要条件是高导电率、无腐蚀性、高比表面积、高孔隙率、无污垢(即无细菌填充)、优良的生物相容性、廉价、容易制造并且可放大生产。
本文从两种复合材料修饰微生物燃料电池阳极的方法来提高产电性能。一种方法是非金属元素氮掺杂多孔碳材料修饰碳布作为微生物燃料电池的阳极,另一种方法是金属元素掺杂碳材料修 ...