基于Co/β-Mo_(2)C修饰碳纸阳极的高性能微生物燃料电池  被引量:2

Co/β-Mo_(2)C-decorated Carbon Paper Anode for High-performance Microbial Fuel Cells

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作  者:陈妹琼[1] 郭文显[1] 肖红飞[1] 蔡志泉[1] 张敏 程发良 CHEN Meiqiong;GUO Wenxian;XIAO Hongfei;CAI Zhiquan;ZHANG Min;CHENG Faliang(Dongguan Key Laboratory of Green Energy∥City College of Dongguan University of Technology, Donguan 523419, China;Guangdong Engineering and Technology Research Center for Advanced Nanomaterials∥ School of Environment and Civil Engineering∥ Dongguan University of Technology, Donguan 523808, China)

机构地区:[1]东莞理工学院城市学院/东莞市绿色能源重点实验室,东莞523419 [2]东莞理工学院/生态环境与建筑工程学院/广东省新型纳米材料工程技术研究中心,东莞523808

出  处:《华南师范大学学报(自然科学版)》2021年第3期15-21,共7页Journal of South China Normal University(Natural Science Edition)

基  金:国家自然科学基金项目(21775022,52002068);广东省基础与应用基础研究基金联合基金项目(2019A1515110314);广东省自然科学基金项目(2017A030310603);东莞理工学院城市学院重大科研培育项目(2017YZD003Z);2019年广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目(实验教学示范中心No.30)。

摘  要:采用热处理辅助的化学法制备了Co/β-Mo_(2)C双金属碳化物,将其作为微生物燃料电池(MFCs)阳极催化剂.采用扫描电子显微镜(SEM),X-射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段研究了形貌和组成,采用电化学交流阻抗(EIS)法、循环伏安(CV)法和单室空气阴极微生物燃料电池(MFC)研究了其电化学性能.结果表明:Co/β-Mo_(2)C具有良好的电催化性能以及出色的微生物相容性.含有3 mg/cm^(2) Co/β-Mo_(2)C的阳极MFC最大输出功率密度和库伦效率分别为483.3 mW/cm^(2)和3.7%,分别是未修饰的碳纸阳极MFC的1.30倍和1.68倍.该研究可为开发高性能的微生物燃料电池阳极催化材料提供新思路.Bimetallic carbide Co/β-Mo_(2)C was prepared with the thermal treatment-assisted chemical method and used as an anode catalyst for Microbial Fuel Cells(MFCs).The morphology and content of Co/β-Mo_(2)C was studied with the scanning electron microscope(SEM),X-ray diffraction(XRD),and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS).Furthermore,the cyclic voltammetry(CV),the electrochemical impedance spectroscopy(EIS)and a single-chamber air-cathode Microbial Fuel Cell(MFC)were used to study the electrochemical performance of Co/β-Mo_(2)C.The results showed that due to the prominent electrochemical activity and excellent biocompatibility,the MFC device equipped with 3 mg/cm^(2) Co/β-Mo_(2)C-decorated carbon paper anode delivered a power density of 483.3 mW/cm^(2),and a coulomb efficiency of 3.7%,which are 1.30 and 1.68 times those of the pristine carbon paper anode MFCs respectively.This work provides a new path for the explorer of high-performance anodic catalysts for MFCs application.

关 键 词:微生物燃料电池 阳极 钴掺杂碳化钼 复合材料 

分 类 号:TM911.45[电气工程—电力电子与电力传动] O646[理学—物理化学]

 

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