碳纳米管阳极微生物燃料电池产电特性的研究

摘要

考察了以碳纳米管(carbon nanotube,CN)、活性炭(activated carbon,AC)和柔性石墨(flexible graphite,FG)为阳极材料的3种微生物燃料电池(CN-MFC、AC-MFC和FG-MFC)的产电性能,其最大产电功率密度分别为402、354和274 mW/m2,CN-MFC产电功率密度和库仑效率均高于AC-MFC和FG-MFC.CN-MFC、AC-MFC和FG-MFC的内阻分别为263、301和381Ω,以碳纳米管为阳极材料可以有效降低MFC的阳极内阻.稳定运行后3种MFC阳极蛋白质含量分别为149、132和92μg/cm2,阳极上蛋白质含量与阳极内阻呈负相关.碳纳米管和活性炭粉作为阳极的MFC表面累计孔体积均高于柔性石墨阳极.3种阳极材料中柔性石墨的导电性最好,其次为碳纳米管,活性炭最低,与阳极内阻高低次序一致.测量CN-MFC、AC-MFC和FG-MFC内阻所需的稳定时间分别为1 800、1 200和300 s.