来自Bauhinia accuminata种子中的阴极催化剂在单个和堆叠的微生物燃料电池中的合成和性能
Karnapa Ajit1, Juliana John1, Haribabu Krishnan2
1Department of Chemical Engineering, National Institute of Technology Calicut (NITC), Kozhikode, Kerala, 673601, India.
概括
来自生物质的活性碳催化剂显著提高微生物燃料电池 (MFC) 的性能. 这项研究证明了它们在扩大规模的MFC中的有效性,实现了更高的功率密度和高效的有机物去除.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 生物技术是生物技术.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 微生物燃料电池 (MFC) 对可持续能源发电具有前景.
- 扩大MFC需要高效的阴极催化剂.
- 来自生物质的活性碳提供了一个可持续的催化剂前体.
研究的目的:
- 合成和评估生物质衍生活性碳催化剂,用于扩大规模的MFC应用.
- 调查N和P联合剂活性炭的电化学特性和催化活性.
- 评估扩大规模的MFC使用这些新型催化剂在不同配置中的性能.
主要方法:
- 从具有高表面积 (800.37 m2/g) 的生物质中合成N和P联合合的活性碳.
- 催化剂性质的表征,包括孔隙结构,石墨性质和异构原子兴奋剂 (4.5% N,3.5% P).
- 催化剂涂层电极的电化学测试和250毫升和1.5毫升MFC的性能评估,具有各种电池配置.
主要成果:
- 合成的催化剂呈现出适当的pyridinic N (17.3%) 和石墨N (34.1%) 含量.
- 催化剂负载为5mg/cm2显著增加功率密度至0.91W/m3,而裸体电极的功率密度为0.02W/m3.
- 使用催化剂修改的MFC,COD去除效率达到93.3%.
- 堆叠的MFC配置实现了更高的电压 (4.15V连续) 和功率密度 (1.54W/m3并行).
- 多电极组件产生了优越的功率 (0.84 W/m3) 和电流密度 (1.97 A/m3).
结论:
- 来自生物质的活性炭是扩大规模的MFCs的高效阴极催化剂.
- 异原子兴奋剂 (N和P) 增强了催化活性和MFC性能.
- 催化剂在堆叠和液压连接的MFC系统中都表现出了多功能性和效率.
