位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
石墨烯基杂化材料在微生物燃料电池电极中的应用
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:物理化学学报
  • 时间:2016
  • 页码:2411-2426
  • 期号:10
  • 便笺:11-1892/O6
  • 分类:O646.5[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者地址:上海应用技术大学化学与环境工程学院;天津城建大学,天津市水质科学与技术重点实验室;同济大学,污染控制与资源化研究国家重点实验室;
  • 作者机构:[1]上海应用技术大学化学与环境工程学院,上海201418, [2]天津城建大学,天津市水质科学与技术重点实验室,天津300384, [3]同济大学,污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092
  • 相关基金:国家自然科学基金(21577099,51408362)和天津市水质科学与技术重点实验室开放研究基金资助项目
中文摘要:

微生物燃料电池(MFC)是利用生物催化剂将污水有机物中的化学能直接转化为电能的技术,因其功率密度和能量转化效率低,电极制作成本高,限制了其大规模实际应用。因此如何提高电极的催化性能并降低电极制作成本成为MFC的研究重点方向。由于石墨烯基杂化材料具有良好的导电性和催化特性,因此石墨烯基杂化材料成为在MFC电极应用中的热点之一。本文综述了近年来MFC石墨烯基杂化电极材料的最新研究进展,重点讨论了改性石墨烯电极、金属及非金属/石墨烯杂化电极、金属氧化物/石墨烯杂化电极、聚合物/石墨烯杂化电极和石墨烯凝胶电极的设计思路和制备方法及其催化性能,着重分析了石墨烯基阳极和阴极杂化材料对MFC产电性能的影响。最后对石墨烯基杂化材料在MFC应用中存在的问题及研究前景进行了总结和展望。

英文摘要:

Microbial fuel cell (MFC) is a novel bioelectrochemical device that uses a biocatalyst to convert chemical energy stored in organic wastewater into electrical energy. However, multiple factors limit the practical applications of MFCs, such as the high cost of electrode production and their low conversion efficiencies of power density and energy. Therefore, improving the catalytic performance of the electrodes and lowering the cost of electrode production have become focuses in MFC research. Because of the excellent electrical conductivity and catalytic properties of graphene-based hybrid materials, the development of these electrode materials for use in MFCs has attracted much attention. This review summarizes recent advances of graphene-based hybrid electrodes in MFCs. The preparation methods and the catalytic performance of graphene-modified electrodes, metal and non-metallic/graphene hybrid electrodes, metal oxide/graphene hybrid electrodes, polymer/graphene hybrid electrodes, and graphene gel electrodes are discussed in detail. The influence of graphene-based hybrid anodes and cathodes on the electricity generation performance of MFCs is analyzed. Finally, the problems facing graphene-based hybrid electrodes for MFCs are summarized, and the application prospects of MFCs are considered.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781