Enhanced oxygen reduction upon Ag/Fe co-doped UiO-66-NH2-derived porous carbon as bacteriostatic catalysts in microbial fuel cells

微生物燃料电池 催化作用 阴极 化学工程 电催化剂 材料科学 电解质 多孔性 热解 碳纤维 化学 无机化学 复合数 电极 电化学 复合材料 有机化学 物理化学 工程类 阳极
作者
Kengqiang Zhong,Linzhe Huang,Han Li,Yi Dai,Hongguo Zhang,Ruoyun Yang,Samuel Raj Babu Arulmani,Xianjie Liu,Lei Huang,Jia Yan
出处
期刊:Carbon [Elsevier]
卷期号:183: 62-75 被引量:64
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2021.06.070
摘要

As a promising energy storage/conversion technology, the microbial fuel cell (MFC) is generally restricted by the biofouling on the cathode and the sluggish kinetics of oxygen reduction reaction (ORR). Consequently, developing bacteriostatic and high-performance ORR catalysts is critical for the large-scale application of MFC. Herein, we prepare an electrocatalyst of porous octahedral zirconium-based metal organic framework (MOF) UiO-66-NH2 with dispersed Ag and Fe3C nanoparticles (Ag/Fe–N–C) through a facile impregnation and pyrolysis method for an efficient alkaline and neutral ORR. Systematic experimental results demonstrate that the synergistic effect of Ag and Fe can optimize the d-band center of catalyst to boost the interfacial charge transfer, thus resulting in an increased ORR kinetics. As expected, the catalyst with Ag/Fe–N–C-2:1 exhibits outstanding onset potential (1.01 V vs. RHE) and half-wave potential (0.58 V vs. RHE) in neutral electrolyte, which is comparable to Pt/C catalyst. Meanwhile, Ag/Fe–N–C-2:1 indicates obvious antibacterial activity, inhibiting the biofouling on the cathode surface. The MFC with the Ag/Fe–N–C-2:1 as the cathode catalyst can achieve a maximum power density of 1261.1 ± 24 mW m−3, outperforms the MFC with Pt/C (1087.5 ± 14 mW m−3). In summary, Ag/Fe–N–C-2:1 composite can serve as a feasible alternative cathode catalyst for MFC.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
彩虹糖发布了新的文献求助10
刚刚
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
华仔应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
乐乐应助拉长的紫安采纳,获得10
刚刚
华仔应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
一指墨发布了新的文献求助10
2秒前
机智的夜云完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
4秒前
Ava应助666采纳,获得10
4秒前
buzhidao完成签到,获得积分10
5秒前
含蓄思远完成签到,获得积分10
5秒前
happyou发布了新的文献求助10
7秒前
不吃榴莲完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
今后应助buzhidao采纳,获得10
8秒前
嘴嘴完成签到,获得积分10
9秒前
zls完成签到,获得积分10
9秒前
蘑菇Mo完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
F冯完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
从容盼山应助zls采纳,获得10
13秒前
莫之白发布了新的文献求助10
15秒前
lynn发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 2000
Standard: In-Space Storable Fluid Transfer for Prepared Spacecraft (AIAA S-157-2024) 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5949030
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7120212
关于积分的说明 15914589
捐赠科研通 5082170
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2732391
邀请新用户注册赠送积分活动 1692845
关于科研通互助平台的介绍 1615544