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 BV]
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
刚刚
舒克大王发布了新的文献求助10
刚刚
qweerrtt完成签到,获得积分10
2秒前
0110驳回了Owen应助
2秒前
852应助jiashan采纳,获得10
3秒前
开心着呢发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
Extreme_jiang完成签到 ,获得积分10
7秒前
糯米完成签到,获得积分10
8秒前
缓慢怜菡举报蓝天求助涉嫌违规
9秒前
Riverchase应助腼腆的老虎采纳,获得10
9秒前
10秒前
李健应助流云采纳,获得10
11秒前
奋斗喵发布了新的文献求助10
12秒前
hooyi完成签到,获得积分10
13秒前
sjmrcsj发布了新的文献求助30
15秒前
hooyi发布了新的文献求助10
16秒前
开心着呢完成签到,获得积分10
16秒前
陌陌完成签到,获得积分10
16秒前
梅夕阳完成签到,获得积分10
20秒前
糯米发布了新的文献求助10
20秒前
WQJ完成签到,获得积分20
21秒前
21秒前
学术芽完成签到,获得积分10
22秒前
Tonypig完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
nihao世界发布了新的文献求助10
26秒前
LL来了发布了新的文献求助10
27秒前
流云发布了新的文献求助10
27秒前
CipherSage应助WQJ采纳,获得10
28秒前
白开水完成签到,获得积分10
30秒前
aaronzhu1995完成签到 ,获得积分10
34秒前
所所应助sjmrcsj采纳,获得30
35秒前
蓬蓬完成签到,获得积分10
37秒前
充电宝应助mmyhn采纳,获得10
38秒前
39秒前
40秒前
赘婿应助pansy采纳,获得10
40秒前
42秒前
Nexus应助Tonypig采纳,获得30
43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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6348636
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8163793
关于积分的说明 17175226
捐赠科研通 5405159
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2861920
邀请新用户注册赠送积分活动 1839676
关于科研通互助平台的介绍 1688963