自支撑活化三维分级多孔碳阳极的制备及其在MFCs的应用

摘要

微生物燃料电池是一种可以从污水中直接回收能量的新型装置.然而,还有很多问题限制了它的广泛应用,其最大的困难在于输出功率密度低.阳极材料对于提高其功率密度和能量转换效率非常重要.本文基于生物质原料,利用化学试剂活化结合热处理,制备得到了一系列具有分级孔结构的自支撑活化三维碳基阳极.这种自支撑三维阳极具有优异的导电性、良好的电化学活性、出色的传质扩散以及优良的微生物相容性.其中,6mol/L KOH溶液处理得到的三维阳极具有最优的电化学活性和最佳功率输出,其最大功率密度高达121.45W/m3,是处理前的1.8倍.此研究为构筑高效功能三维碳基MFCs电极材料提供新思路和新方法.