石墨烯陽極：提升微生物燃料電池性能的新方案

石墨烯陽極：提升微生物燃料電池性能的新方案

近期，哈爾濱工業(yè)大學劉紹琴課題組根據(jù)Geobacter產電微生物可以利用Fe3+和S作為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/石墨烯復合物（FeS2/rGO）作為微生物燃料電池的陽極。

近期，哈爾濱工業(yè)大學劉紹琴課題組根據(jù)Geobacter產電微生物可以利用Fe3+和S作為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/石墨烯復合物（FeS2/rGO）作為微生物燃料電池的陽極。

該復合納米結構不僅極大地改善了Geobacter產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(xiàn)了Geobacter產電微生物的選擇性富集，從而將微生物燃料電池的啟動周期從常規(guī)碳布電極的十幾天降低到2天。

此外，F(xiàn)eS2納米粒子的引入顯著減小了電極的電荷轉移阻抗，促進了微生物-電極界面之間的電子傳遞，獲得了3.22 W/m2的面功率密度。將其用于啤酒廠廢水的處理，也獲得了較高的電壓和功率密度以及良好的有機物去除率。

微生物燃料電池是一個十分復雜的體系，涉及細菌自身復雜的代謝和群體的互作、生物電極界面的相互作用、復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。

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