用紙也能製作電極---科教新報數字報刊平臺

2020-12-01 三湘都市報

    據外媒報導,美國日前開發出一種新技術,可用紙製造微生物燃料電池的電極,與過去的方法相比這能讓微生物燃料電池更為廉價和高效。

    微生物燃料電池是一種利用微生物來產生電能的裝置,一個重要應用場景是廢水處理,微生物在去除水中汙染物的同時,還能產生電能。但目前所用的微生物燃料電池的電極通常是由金屬或碳氈製成,都有一些不足之處,如金屬成本高且容易被腐蝕;由碳纖維製成的碳氈雖然便宜一些,但其中的孔隙容易被阻塞。

    美國羅切斯特大學的研究人員報告說,可以用紙和碳膏來取代碳氈。這種碳膏由石墨和礦物油混合製成,把碳膏塗在紙上後,再像做三明治那樣壓上導電聚合物層和細菌層,就製成了微生物燃料電池的一個電極。這種碳膏電極比碳氈電極成本更低。

    研究人員解釋說,他們使用的微生物為「希瓦氏菌MR-1」,這種細菌能「吞噬」廢水中的有毒重金屬離子,並在這個過程中釋放電子。碳膏可吸引這些電子,然後通過導線將其傳給另一個電極,形成電流。測試顯示,碳膏電極的效率比碳氈電極更高,前者的平均電流輸出可達2.24安培每平方米,而後者只有0.94安培每平方米。

    科學界關於微生物燃料電池的討論由來已久,但是如何廉價和高效地製造微生物燃料電池一直是個難題。研究人員表示,這種新技術方法簡單、成本低且更高效,有利於推動微生物燃料電池在未來的發展和應用。

    趙鵬

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