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FunMat課題組在能源領域期刊International Journal of Hydrogen Energy 發表研究成果

作者:  日期:2019-12-23 16:57:08  瀏覽:

近日,International Journal of Hydrogen Energy 期刊刊登了我院Funmat課題組在微生物燃料電池陰極催化劑的最新研究成果論文:Fe and N co-doped carbon derived from melamine resin capsuled biomass as efficient oxygen reduction catalyst in microbial fuel cellsDOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.11.201)吉利彩票网址。該論文以華中科技大學環境學院為第一完成單位,博士生汪東亮為第一作者吉利彩票网址,我院劉冰川副教授和侯慧杰副教授為該論文共同通訊作者。International Journal of Hydrogen Energy為能源與燃料領域期刊吉利彩票网址,最新影響因子為4.084。


    微生物燃料電池(MFC)是一種可以處理污水并同步從中回收電能的裝置,在污水處理與能源領域十分具有應用前景。與質子交換膜燃料電池相似吉利彩票网址,陰極催化劑的氧還原性能是決定MFC產電性能的一個重要因素。傳統的貴金屬催化劑具有優良的氧還原催化性能吉利彩票网址,但價格昂貴、且穩定性差。非貴金屬的異質摻雜碳基催化劑是該領域的一個研究熱點。該論文以提高陰極催化劑的氧還原催化性能與電極持久性為目標,設計了一種結構新穎的鐵氮共摻雜碳催化劑。該研究利用三聚氰胺甲醛樹脂預聚體與檸檬酸鐵銨的縮聚反應吉利彩票网址,在乙酸催化作用下,快速縮聚形成包裹魔芋生物質炭的樹脂前驅體吉利彩票网址,再熱解制備鐵氮共摻雜碳催化劑。通過調控鐵源含量與熱解溫度,可制得具有較為理想的織構特性、含Fe3C納米顆粒與一定石墨化氮摻雜的優異催化劑。這種催化劑具有明顯的疏水性吉利彩票网址,其織構特性表現為適中的孔體積和比表面積,可在一定程度上抑制影響電極持久性的水淹發生。通過酸浸和毒性測試發現,鐵碳熱解形成Fe3C納米顆??商嵘踹€原催化性能。其氮元素以石墨化氮為主導吉利彩票网址,是提升催化性能的關鍵。生物質炭顆粒充當催化劑骨架吉利彩票网址吉利彩票网址,可防止結構坍塌。該催化劑在空氣陰極MFC中的最大功率密度為1166 mW /m2,比活性炭陰極高1.4倍,其長期穩定性也遠遠好于活性炭陰極。這種催化劑制備方法環保吉利彩票网址、成本低廉吉利彩票网址、產

品收得率高,有望推動MFC技術的實際應用。



論文鏈接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0****3199****4246