★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ...
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
小毛球: 金币+20, 感谢参与 2019-02-11 07:04:46
小毛球: 金币+50, ECEPI+1, 精华回帖，欢迎常来电化学版块交流 2019-02-11 13:47:50
1 mV s-1确实太快了点
One-step electrosynthesis of polypyrrole/graphene oxide composites for microbial fuel cell application 0.5 mV S-1
Treatment of carbon fiber brush anodes for improving power generation in air–cathode microbial fuel cells 1 mV s-1
http://muchong.com/t-8129909-1
Anode modification with capacitive materials for a microbial fuel cell: an increase in transient power or stationary power
这篇文章算是对MFC阳极电容的一个小结。
科普下，超级电容器从储能的机理上面分为两类：一类是依靠材料大比表面积储电的双电层电容，代表性材料碳材料：CNT，石墨烯，介孔碳，活性炭等；第二类是依靠材料本身快速的可逆氧化还原活性的赝电容，代表性材料金属氧化物（RuO2是最具代表性的金属氧化物材料），此外，MnO2（前面已经说了）、Fe氧化物（王鑫老师以前的帖子http://cespn.net/bbs/forum.php?m ... ;amp;extra=page%3D4，不过可以感觉到王鑫老师发这些有点急，呵呵，王老师人很好，附带帮他宣传下文章，但论文有些论点个人觉得还是有待讨论的，大家看文章的时候辩证的看）、TiO2（袁勇老师最近有篇JPS的文章High-capacity carbon-coated titanium dioxide core-shell nanoparticles modified three dimensional anodes for improved energy output in microbial fuel cells）等等——这三类相对便宜的材料翻翻文献都有人搞了呵呵）以及导电聚合物，我们的文章里也证实了PPy、石墨烯、铁氧化物都具有储存生物电的能力。想想，后面这么庞大的电容材料库，是不是有发现新大陆的感觉，顿时有点小激动。。。。。。。之前研究切入点材料没选好，太背了，现在想想一开始如果选择碳材料，估计会顺利些。文章里面有列了个表把MFC阳极材料和超级电容的材料进行了一个类比。所以说大家在做微生物燃料电池阳极修饰的时候，实际上早就已经把电容性材料带到了阳极，只是自己大家没有注意到这点而已。
大家在测MFC功率密度时往往有和我一样的经历，用变外电阻法或LSV法（SI有这两种测试方法的电路连接事宜图）测定MFC的最大功率密度时，都会纠结间隔时间选多少好，扫描速度哪个好，到底选择什么样的值，什么时候才是能测到合理稳定的MFC最大功率密度。
我们这里关注的问题是如何测的准。当电容材料引入到MFC阳极中，阳极就具有了储电的能力。而测试前大家总是要开路，还有前期生物电大于对外放电时，就会出现电极上的储电。而在在测试的时候，由于阳极电容对外放电的作用会使得测量时功率密度出现暂态的提高（Pt=itU =（ib+ic）U=Pb+Pc），即暂态总功率（transient power）来自两方面的贡献：生物电和电容放电。而电容放电会随着放电逐渐减小，所以不能算是MFC真正的性能提高。只有当MFC功率密度完全由生物电流贡献的提高才能算是真正的性能提高，此时由生物电完全提供的最大功率密度即为稳态功率密度（stationary power）。所以大家以后做阳极的时候，测下阳极的电容，瞧一瞧。这也是为啥大家看看文献功率密度参差不齐的一个原因，有时候文献就一个达到稳定态一笔带过，什么时候才是稳定态，压根没说，让人有点摸不着头脑，表示刚开始做的时候也被误导了。特别是阳极电容很大的时候，LSV扫的太快也是不行的， 1mv/s到0.2mV/s功率密度明显偏大好多4000到1000 mW m-2的差，变外电阻法间隔时间相类似。而这两种方法，在电容很大的时候，如果不能把电极电容的电放完是很难测到准确的值。不过对于电容没那么大的，影响就没有那么大。而采用序批式循环测试的方法（Fed-batch cycle test）能够有效避免的阳极电容的影响，这个方法logan的文章里有，我文章里有引。
结尾：序批式循环测试的稳态MFC最大功率和阳极的电容还是存在某种正相关关系。 |
回复此楼
匡匡匡煜
材料工程调剂
+6