Международный журнал отходов ресурсов

Абстрактный

Повышение эффективности катализатора активированного угля для реакции восстановления кислорода в микробных топливных элементах с воздушным катодом

Мухоза Жан Пьер, Ма Хунчжи, Лоисси Калакодио и Дзивайдзо Мумбенгегви

Воздушный катод микробного топливного элемента (MFC) представляет большой потенциал среди других конфигураций благодаря своей простой конструкции, низкой стоимости и прямому использованию кислорода из воздуха в качестве конечного акцептора электронов, что может помочь сэкономить огромную энергию, используемую для аэрации при обычной очистке сточных вод. Однако реакция восстановления кислорода на катоде, которая жизненно важна для получения высокой плотности мощности, естественно медленная, поэтому необходим катализатор для преодоления ее перенапряжения реакции. Платина (Pt) является стандартным используемым катализатором в большом количестве окислительно-восстановительных реакций, будь то в основных или кислотных электролитах. Но из-за своей высокой стоимости и ограниченных ресурсов она не делает ее устойчивым кандидатом для масштабирования этой молодой технологии. Было обнаружено, что активированный уголь является недорогим и экологически чистым катализатором реакции восстановления кислорода (ORR) в микробном топливном элементе, но все еще демонстрирует более низкое каталитическое поведение в своей чистой форме, что приводит к низкой выходной мощности. В этом обзоре мы стремимся сделать обзор различных перспективных технологий, которые в настоящее время используются для повышения каталитической производительности активированного угля в направлении ORR в воздушном катоде MFC и сравнить их результаты с точки зрения каталитического поведения и выходной мощности MFC со стандартными катализаторами Pt и чистым активированным углем. Также будут обсуждаться преимущества, недостатки и узкие места этих методов.