基于石墨烯的微生物燃料电池电极

据外国媒体报道：Christopher Howe小组的研究人员以及剑桥石墨烯中心的合作者在皇家化学学会材料化学杂志A版上发表了一篇文章，介绍了一种无铂石墨烯电极（阴极和阳极）单室微生物燃料电池。

在碳泡沫电极上的Rhodopseudomonaspalustris细菌。

随着世界人口不断增长和经济发展，能源和清洁用水供应紧张，迫切需要新型可再生能源和可持续的废物处理方法。这两种需求都可以通过微生物燃料电池（MFC）找到解决方案：微生物代谢废水中的有机物质，在此过程中将电子提供给外部电极，产生电输出。

尽管以前已经制造了功能性微生物燃料电池，但是其功率输出受到电子从微生物转移到电极的速率的限制。另外，在铂电极等电极中使用昂贵的稀有金属，降低了它们的应用性和可扩展性。

由于其电导率，成本效益的大规模生产，生物相容性，强度和较大的比表面积，以及许多其他有利的性能，石墨烯现在是当前电子和能源研究的研究重点。因此，最近已经有较多课题组使用氧化石墨烯来制造基于石墨烯的微生物燃料电池电极。但不幸的是，石墨烯氧化过程损害了其机械和电性能，并继续限制微生物燃料电池的能力。

Christopher Howe小组的研究人员研究在微生物燃料电池电极中使用原始（未改性的）石墨烯从细菌Rhodopseudomonaspalustris CGA009产生电能，结果显示：与标准铂电极相比，从细菌到电极的电子转移速率增加，新微生物燃料电池的功率输出增加。

在实验中，基于原始石墨烯的微生物燃料电池可以成功地运行数个小时，展示其为诸如可穿戴技术或生物传感器的小型电子设备供电的能力。尽管目前处于概念验证阶段，但这些结果突出显示了原始石墨烯基电极作为铂电极的成本效益和环境友好型替代品的可行性，并拓宽了微生物燃料电池的潜在应用范围：未来可能运用到植入医疗设备电源以及污水处理厂中。