石墨烯/聚苯胺修飾陽極對微生物燃料電池性能的影響

編號：CPJS06606

篇名：石墨烯/聚苯胺修飾陽極對微生物燃料電池性能的影響

作者：靳宏偉 翟丹丹 王心 趙爽 孟祥陽 何玥穎 沈洋 惠明

關鍵詞： 聚苯胺 石墨烯 納米復合材料 微生物燃料電池 生物能源

機構： 河南工業(yè)大學生物工程學院 華東師范大學化學與分子工程學院

摘要： 納米材料修飾陽極可顯著提高微生物燃料電池(MFC)性能,本研究主要探索了石墨烯、聚苯胺和石墨烯/聚苯胺復合修飾電極對MFC產電性能的影響。使用電化學方法電鍍石墨烯于碳布表面,進一步通過原位聚合法制備聚苯胺來修飾碳布電極。將修飾電極裝載入雙室型MFC中,測量其產電性能,并對電極進行表征,測量電化學性能。通過掃描電鏡觀察到,碳布能夠被修飾上石墨烯和聚苯胺,并且聚苯胺附著于碳纖維或石墨烯薄層表面,形成棒狀的納米結構。產電性能方面,裝載石墨烯/聚苯胺修飾電極的MFC最大輸出電壓最高,達到了(291±22) mV,比裝載空白碳布電極的對照組MFC提高了175%以上。石墨烯/聚苯胺電極組MFC的最大輸出功率密度同樣最高,達到了(653 ± 25) mW · m^-2,為空白碳布對照組的10.5倍。實驗結果表明:石墨烯/聚苯胺復合修飾電極可有效利用石墨烯導電性好和聚苯胺生物相容性高的優(yōu)點,顯著提高MFC的產電性能。