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用纸做成的电极让微生物燃料电池更廉价高效
李明 2017-02-07
导语

美国研究人员开发出一种新技术,可用纸制造微生物燃料电池的电极,与过去的方法相比这能让微生物燃料电池更为廉价和高效。微生物燃料电池是一种利用微生物来产生电能的装置,一个重要应用场景是废水处理,微生物在去除水中污染物的同时,还能产生电能。

美国研究人员近日在《美国化学学会·能源通讯》杂志上报告说,他们开发出一种新技术,可用纸制造微生物燃料电池的电极,与过去的方法相比这能让微生物燃料电池更为廉价和高效。微生物燃料电池是一种利用微生物来产生电能的装置,一个重要应用场景是废水处理,微生物在去除水中污染物的同时,还能产生电能。

但目前所用的微生物燃料电池的电极通常是由金属或碳毡制成,都有一些不足之处,如金属成本高且容易被腐蚀,由碳纤维制成的碳毡虽然便宜一些,但其中的孔隙容易被阻塞。

美国罗切斯特大学的研究人员报告说,可以用纸和碳膏来取代碳毡。这种碳膏由石墨和矿物油混合制成,把碳膏涂在纸上后,再像做三明治那样压上导电聚合物层和细菌层,就制成了微生物燃料电池的一个电极。这种碳膏电极比碳毡电极成本更低。

研究人员解释说,他们使用的微生物为“希瓦氏菌MR-1”,这种细菌能“吞噬”废水中的有毒重金属离子,并在这个过程中释放电子。碳膏可吸引这些电子,然后通过导线将其传给另一个电极,形成电流。测试显示,碳膏电极的效率比碳毡电极更高,前者的平均电流输出可达2.24安培每平方米,而后者只有0.94安培每平方米。

科学界关于微生物燃料电池的讨论由来已久,但是如何廉价和高效地制造微生物燃料电池一直是个难题。研究人员表示,这种新技术方法简单、成本低且更高效,有利于推动微生物燃料电池在未来的发展和应用。

文章链接:

Peter Lamberg et al. "Extracellular Electron Transfer on Sticky Paper Electrodes: Carbon Paste Paper Anode for Microbial Fuel Cells," ACS Energy Letters (2016). DOI: 10.1021/acsenergylett.6b00435

(本文来源:新华社;)

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  • 微生物燃料电池
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作者 李明

博士生

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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