目前,我們面臨的環(huán)境污染問(wèn)題與能源需求問(wèn)題越來(lái)越迫切,許多專家學(xué)者將目光投向了新能源方面。微生物燃料電池（Microbial Fuel Cells,MFCs）是一種以微生物為催化劑,可將其化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的新型裝置。其陰極可與空氣中的氧氣發(fā)生氧還原反應(yīng),相較于陽(yáng)極的電子傳遞速率,陰極反應(yīng)速率較為緩慢,是MFCs電性能的一個(gè)重要影響因素。目前MFCs陰極廣泛使用Pt/C作為陰極催化劑,由于Pt/C催化劑價(jià)格昂貴、儲(chǔ)存量低且穩(wěn)定性較差限制了微生物燃料電池在實(shí)際中商業(yè)化應(yīng)用。所以尋求一種性能較好、成本較低的陰極催化劑尤為重要。圍繞以上內(nèi)容,本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1、以二氰二胺為C源與N源,摻雜Fe、Co兩種金屬化合物,以煅燒溫度為對(duì)比條件,最終合成出Fe、Co合金小顆粒摻雜碳納米管的復(fù)合材料催化劑C-N-FeCo。通過(guò)SEM等表征手段,發(fā)現(xiàn)Fe、Co元素主要位于碳納米管端點(diǎn)處。在0.1M PBS溶液中進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試,結(jié)果顯示催化劑C-N-FeCo表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能,其中C-N-FeCo-850的起始電位達(dá)0.83 V,十分接近同等條件下Pt/C催化劑的起始電位（0.9 V）。將其應(yīng)用于微... 

【文章來(lái)源】：南昌航空大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1雙室微生物燃料電池

圖 1-2 MFCs 工作原理示意圖在 MFCs 中，陰極可根據(jù)不同的目的產(chǎn)物，放入不同的陰極催化劑。在本中，陰極以發(fā)生 ORR 反應(yīng)為主。眾所周知，使用不同的催化劑，ORR 涉及到電子轉(zhuǎn)移過(guò)程也大不相同。以酸性介質(zhì)為例，ORR 常常通過(guò)二電子途徑先生中間產(chǎn)物為 H2O2(反應(yīng) 1-1)，而中間產(chǎn)物再進(jìn)一步還原為 H2O (反應(yīng) 1-2)。若化劑性能高效可以進(jìn)行四電子過(guò)程直接將 O2還原為 H2O (反應(yīng) 1-3)。其 ORR 方程反應(yīng)式為：O2+2H++2e-→H2O2(1-H2O2+2H++2e-→2H2O (1-

士學(xué)位論文 代替商用 Pt/C 催化劑的新型催化劑，來(lái)維持 MFC 中，微生物通過(guò)降解有機(jī)物產(chǎn)生電子與質(zhì)子，分別到流，微生物在其運(yùn)行過(guò)程中具有不可替代的作用。M來(lái)源廣泛、種類較多，但主要來(lái)自變形菌、酸桿菌菌類。有研究表明，MFCs 陽(yáng)極中采用混合微生物群種類的微生物產(chǎn)生的功率密度[28]。因此，微生物的終的產(chǎn)電性能。


本文編號(hào)：3287034