在单微生物电解细胞中,使用硫化铁改性生物极生产高速生物

科学领域:

• 生物技术和生物工程 生物技术和生物工程
• 电化学 电化学 电化学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 微生物电解细胞 (MEC) 为 (H2) 生产提供了低能耗的途径.
• 在MEC中,气生产率经常受到低效的微生物-电极相互作用的限制.
• 开发有效的阴极催化剂对于增强MEC中的H2演变至关重要.

研究的目的:

• 在MEC中使用硫化铁 (FeS) 催化剂来改善微生物-阴极相互作用.
• 为了实现高效的演化反应 (HER) 性能.
• 为了评估MEC在不同葡萄糖度 (1-3g/L) 的性能.

主要方法:

• 用铁硫化物 (FeS) 催化剂修改的阴极制造MEC.
• 电化学分析以评估HER的催化活性.
• 在不同的基质 (葡萄糖) 度下进行性能评估.
• 与使用 (Pt-C) 或原始阴极和暗发酵的MEC进行比较.

主要成果:

• FeS催化剂对HER表现出高活性,性能优于10%的Pt-C阴极.
• 最佳的H2产量 (7.01mol H2/mol 葡萄糖) 和生产率 (1.96 m3/m3·d) 在2 g/L 葡萄糖下实现,使用FeS修饰的MEC.
• 用FeS催化的MEC达到78%的能效,明显高于对照 (60%的MEC没有催化剂,24%的暗发酵).

结论:

• 硫化铁 (FeS) 是一种高效的阴极催化剂,用于增强MEC中的生成.
• 优化基质度是最大限度地提高产量和生产率的关键.
• 用FeS催化的MEC显示出高效,可扩展的生产和未来现场应用的巨大潜力.