与传统的燃料电池不同，微生物燃料电池利用厌氧菌消耗水体中的有机物产生电子，经外电路循环以氧气作为电子受体达到产能和污染物降解的双重功能，被认为是一种可持续的无污染绿色能源技术。前期的研究表明，阴极的氧还原催化反应是决定电池产电性能的重要因素，因此，合理设计和开发一种高效稳定的阴极氧还原催化剂材料对微生物燃料电池的发展有着重要的理论和现实意义。
结合课题组前期的研究工作 (J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 12273-12280; Electrochim. Acta, 2016, 213, 283-290)，本研究通过采用碳模板高温热解的方法，成功制备了一种完整空心球结构的Co3O4修饰氮掺杂碳纳米材料。与一般的阴极催化材料相比，空心球结构有效地提高了催化剂的比表面积，大大增加了可利用的催化活性点。另外，氮掺杂碳的存在一方面可以加强对氧气的吸附作用，另一方面弥补了Co3O4电子传输的缺陷，使其在微生物燃料电池催化中最大输出功率达到553 ± 10 mW m−2，相对于单一的Co3O4，其产电性能提高了近8倍。并且在电池运行800 h之后，输出电压没有明显损失，体现了其在绿色能源和处理水体污染方面的巨大应用潜力。该研究成果现已发表在《Catalysis Science & Technology》上。（Liang Tan, Yi-Dong Yang, Nan Li*, Shuang Chen and Zhao-Qing Liu*. Enhanced activity and stability of Co3O4-decorated nitrogen-doped carbon hollow sphere catalysts for microbial fuel cells，Catal. Sci. Technol., 2017, 7, 1315-1323, Back Cover, IF: 5.287）
上述研究工作得到了国家自然科学基金，区域水环境学科群高水平大学建设等项目的大力支持与资助。
//pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/cy/c6cy02450e#!divAbstract
时间:Mar 25, 2017 12:59:00 PM
