在微生物燃料电池阳极的属性

一组研究人员从北极挪威大学工学院科技在纳尔维克调查各种修改策略,提高阳极的性能用于微生物燃料电池。欧洲杯线上买球这项研究已经发表在《华尔街日报》能量这个星期。

研究:综述微生物燃料电池的阳极材料和设计。图片来源:波琳娜Krasnikova / Shutterstock.com

微生物燃料电池

微生物燃料电池是新一代能源解决方案,一直是近年来研究的焦点。这些设备由厌氧氧化底物产生电能。虽然设备本身是相对近期的发展下一代能源研究领域的技术可以发现的根源在生物电的发现在18^th世纪路易吉和露西亚Galvani。

微生物燃料电池的原理配置(答:终板;B:阳极室;C:膜;D:阴极室)。图片来源:巴纳吉,et al .,能量

近年来几种技术开发基于生物生成的原则除了微生物燃料电池。微生物燃料电池的问题已引起关注,废水的处理和恢复通过直接发电的能源。

微生物燃料电池只需要废水作为燃料。转换燃料的电力是通过细菌的新陈代谢。在这些设备中,设计中扮演着关键角色在实现最优性能,电极等关键部件的技术和膜选择根据他们的成本和性能。微生物燃料电池是自给自足。

微生物燃料电池的结构由两个质子交换膜电极。膜已经探讨了一些欧洲杯足球竞彩材料,包括电解质,这是最常见的材料用于此目的。研究调查材料,如氧化钨,和研究集中在改善至关重要的属性,如污垢热阻,化学退化,物欧洲杯足球竞彩种交叉,和机械降解。

正确选择微生物物种在微生物燃料电池设计中扮演着重要角色在代谢有机材料和生产质子和电极的阳极室设备。然后转移到阴极室电子通过外部电路,产生电能。微生物活动取决于废水的特点如浓度、pH值、溶解固体,等等。此外,有机基质的特点影响生化反应的动力学在燃料电池的阳极室。

然而,微生物燃料电池到目前为止还没有被广泛采用。研究集中在提高性能的关键部件,以使该技术经济可行性和使用它作为另一个水处理解决方案。

分类基于物理化学基团,阳极处理。图片来源:巴纳吉,et al .,能量

这项研究

本文提出了能量已经被认为是微生物燃料电池阳极的关键特征,回顾了各种材料,提出了。欧洲杯足球竞彩材料性能和成本的影响已经被作欧洲杯足球竞彩者评估,此外,设计策略,以选择最合适的材料被描述在深度评估,目的是提高微生物燃料电池的整体性能。

一些材料已经用在欧洲杯足球竞彩研究微生物燃料电池的阳极。与金属导电率基本属性,如铂、铜和不锈钢广泛探讨。然而,他们可能不是适合微生物活动。金属铂和钛等显示有利属性但很贵。

原理图(a)的合成和(b)形成CuCO2S4 / rGO。图片来源:巴纳吉,et al .,能量

阳极室的厌氧条件下提高阳极表面的微生物生长。技术调整阳极材料有利于生物膜粘附在阳极表面包括酸处理和聚欧洲杯足球竞彩合物涂料。阳极必须具备的化学兼容性,耐用性、孔隙度、导电性,和一个大的表面积,这影响的选择适当的材料。欧洲杯足球竞彩此外,生物相容性是至关重要的在微生物燃料电池阳极的设计。

碳基阳极在最近的研究调查,包括材料,如石墨烯。欧洲杯足球竞彩很多研究进行了优化碳纳米材料作为阳极材料。欧洲杯足球竞彩此外,天然废料进行了调查作为碳源,同时浪费原料需要处理,欧洲杯足球竞彩他们是有利的成本、可用性、生物相容性和稳定性。

表面处理、掺杂、共聚物杂交和涂料广泛调查改善阳极材料的性质,特别是那些来自生物量,提高导电性和其他属性。欧洲杯足球竞彩

最后,作者提出了一些未来研究展望微生物燃料电池的阳极材料。欧洲杯足球竞彩一个角度审查中突出显示的部分是绑定的石墨烯氧化物来源于有机废物与电解质或PES。这可以用作涂层金属复合电刷材料,形成一个高效的微生物燃料电池电极,可以满足一些需求。欧洲杯足球竞彩进一步分析的综合效应将在未来的研究是必要的。

进一步的阅读

巴纳吉,Calay, R。K和穆斯塔法、M (2022)综述微生物燃料电池的阳极材料和设计(在线)能量(6)2283 | mdpi.com。可以在:https://www.mdpi.com/1996-1073/15/6/2283

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