銀納米粒子可以提高微生物燃料電池的性能

研究人員報(bào)告說，用銀納米粒子涂覆希瓦氏菌可大大提高基于生物膜的微生物燃料電池的性能。它通過改善電子從微生物到燃料電池中石墨烯電極的轉(zhuǎn)移來實(shí)現(xiàn)這一效果。

微生物燃料電池 (MFC) 通過利用電極收集新陳代謝產(chǎn)生的能量，利用細(xì)菌將儲(chǔ)存在有機(jī)物質(zhì)中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。由于 MFC 可以使用多種有機(jī)燃料來發(fā)電，因此該技術(shù)對(duì)于通過生物質(zhì)和廢水處理進(jìn)行可再生發(fā)電具有吸引力。在用于為這些系統(tǒng)提供動(dòng)力的細(xì)菌中，希瓦內(nèi)拉物種特別適合這一角色，并已被廣泛研究。

然而，盡管為改進(jìn)這些系統(tǒng)付出了相當(dāng)大的努力，但當(dāng)前的ShewanellaMFC 經(jīng)常受到低電流和功率密度的影響，這在很大程度上受到微生物和陽(yáng)極之間電子傳輸效率低下的限制。在這里，Bocheng Cao 及其同事報(bào)告了一種提高希瓦氏菌MFC性能的新策略。曹等人。發(fā)現(xiàn)當(dāng)細(xì)菌被放置在還原的氧化石墨烯/銀納米顆粒 (rGO/Ag) 陽(yáng)極上時(shí)，銀納米顆粒會(huì)與它們的細(xì)胞膜結(jié)合，大大提高了它們的電子轉(zhuǎn)移效率。根據(jù)作者的說法，由此產(chǎn)生的 MFC 具有每平方厘米 3.85 毫安的最大電流密度、每平方米 6.6 瓦的功率密度和 81% 的庫(kù)侖效率，所有這些都遠(yuǎn)高于迄今為止報(bào)道的其他 MFC .“Cao等人報(bào)道的優(yōu)化的電子提取和高 CE。展示了細(xì)菌電子轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制的知識(shí)可以幫助設(shè)計(jì)微生物電化學(xué)技術(shù)，”Erin Gaffney 和 Shelley Minteer 在相關(guān)的 Perspective 中寫道。

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