多孔α-Fe2O3纳米纤维混合碳纳米管修饰阳极提升微生物燃料电池产电性能学术资讯

微生物燃料电池利用微生物催化氧化有机物的过程中产生电子，具有废水处理和产生能源的双重功能，此外，它的产物是二氧化碳和水，不会产生二次污染，且能回收电能。若能利用污水中有机物的5%，便可解决污水处理的成本问题，是助力实现“碳中和及碳达峰”的绿色能源技术。然而，微生物燃料电池产电效率较低，输出功率密度普遍在几十到几百（mW/m2）之间，显著低于传统的化学燃料电池。因此，提高微生物燃料电池的输出功率是推动该技术走向实际应用的重要前提。

阳极作为产电微生物附着及接收电子的重要部位，是影响微生物燃料电池产电性能的重要因素。其中电极与微生物之间界面电子转移速率及微生物附着量是制约其阳极生物电催化性能的主要因素之一。鉴于α-Fe2O3与产电菌外膜细胞色素c的中点电位较为接近，有利于胞外电子传输。为此，北京科技大学博士生刘远峰以PVP/FeCl3ꞏ6H2O为前驱体，通过静电纺丝技术及控制煅烧条件制备了多孔性α-Fe2O3纳米纤维，并与碳纳米管混合形成的三维网状修饰碳布阳极，显著提升了阳极材料的电化学性能。