北京科技小大教Electrochimica Acta：多孔α

发布时间：2025-04-02 17:02:54 来源： 作者：深度故事

微去世物燃料电池操做微去世物催化氧化有机物的北京历程中产去世电子，具备兴水处置战产去世能源的科技孔α双重功能，此外，北京它的科技孔α产物是两氧化碳战水，不会产去世两次传染，北京且能支受收受电能。科技孔α若能操做污水中有机物的北京5%，即可处置污水处置的科技孔α老本问题下场，是北京助力真现“碳中战及碳达峰”的绿色能源足艺。可是科技孔α，微去世物燃料电池产电效力较低，北京输入功率稀度普遍正在多少十到多少百（mW/m²）之间，科技孔α赫然低于传统的北京化教燃料电池。因此，科技孔α后退微去世物燃料电池的北京输入功率是拷打该足艺走背真践操做的尾要条件。

阳极做为产电微去世物附着及收受电子的尾要部位，是影响微去世物燃料电池产电功能的尾要成份。其中电极与微去世物之间界里电子转移速率及微去世物附着量是限度其阳极去世物电催化功能的尾要成份之一。鉴于α-Fe₂O₃与产电菌中膜细胞色素c的中面电位较为接远，有利于胞中电子传输。为此，北京科技小大教专士去世刘远峰以PVP/FeCl₃ꞏ6H₂O为先驱体，经由历程静电纺丝足艺及克制煅烧条件制备了多孔性α-Fe₂O₃纳米纤维，并与碳纳米管异化组成的三维网状建饰碳布阳极，赫然提降了阳极质料的电化教功能。

图1经由历程静电纺丝及煅烧分解CNTs/α-Fe₂O₃纳米纤维的示诡计

α-Fe₂O₃与产电菌中膜细胞色素c的中面电位较为接远，有利于胞中电子传输，此外，制备的CNTs/α-Fe₂O₃纳米纤维同样提降了碳布概况的细糙度，删减了产电微去世物的附着量，进而提降了MFC的产电功能。

图2 (a)静电纺制备的PVP/Fe³⁺纳米纤维战(b)多孔α-Fe₂O₃纳米纤维的微不美不雅形貌图像; (c)不开降温速率下α-Fe₂O₃的XRD谱图；(d)露孔径扩散的α-Fe₂O₃ 纳米纤维的氮吸拦阻脱附等温线;(e) α-Fe₂O₃ NF的TEM图像战(f) 下分讲率 TEM图像。

那类自组拆组成的三维网状CNTs/α-Fe₂O₃纳米纤维质料建饰到碳布概况做为MFC阳极，产去世的最小大输入功率稀度为1952 mW/m2,赫然下于碳布阳极MFC，且输入电压周期晃动，讲明了制备的CNTs/α-Fe₂O₃纳米纤维阳极的晃动性。

图3  (a) 输入电压；(b)功率稀度直线战极化直线

总之，制备的多孔性α-Fe₂O₃纳米纤维与碳纳米管异化后，自组拆组成三维网状挨算，赫然提降了阳极的功能。多孔性α-Fe₂O₃纳米纤维质料可能约莫调控产电菌中膜细胞色素c与碳布之间电子传输的势垒，减小了电子传递所耗益的能量，进而提降MFC的产电功能。

该论文第一做者为两年级专士去世刘远峰，尾要钻研标的目的为微去世物燃料电池的设念与制备，师从李从举教授，读专时期已经宣告SCI及EI检索论文6篇。

Yuanfeng Liu, Xiuling Zhang *, Huiyu Li, Lichong Peng, Yue Qin, Xiaoqiu Lin, Linshan Zheng, Congju Li *. Porous α-Fe₂O₃ Nanofiber Combined with Carbon Nanotube as Anode to Enhance the Bioelectricity Generation for Microbial Fuel Cell. Electrochimica Acta. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2021.138984

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