近日，课题组在Bioresource Technology上发表了题为“Activated microporous-mesoporous carbon derived from chestnut shell as a sustainable anode material for high performance microbial fuel cells”(2018, 249: 567-573)的研究性论文。陈沁硕士生为本文一作。

   MFCs是一种可以通过胞外产电菌的催化反应来直接氧化污水中污染物进行产电的生物电化学系统。由于MFCs能够降解污染物并同步产电，近年来受到学者的广泛关注。但是，由于MFCs产电性能较差，同时电极成本较高，这限制了MFCs的扩大化应用。阳极材料的选择及其表面形貌是影响MFCs产电性能的重要因素，其主要影响微生物的附着，反应器内阻和阳极与微生物的电子转移效率。然而，常见的阳极材料（碳布，碳毡，碳刷等）价格昂贵，成本约为整个MFC系统造价的50%。针对这个问题，本论文以板栗壳为生物质材料，进行高温碳化和活化处理将其制备成生物质MFC阳极材料。活化后的板栗壳生物质电极介孔和微孔结构增加，比表面积增大，表面含N和O的官能团减少，这些性质的改变有利于微生物生长附着和电子转移过程，因此MFC的产电性能得到大幅提高。活化板栗壳阳极MFC(Act-Powder)的最大输出电压可达506 mV，最高功率密度为23.6 Wm⁻³。板栗壳阳极MFC的功率密度是碳布(10.4 Wm⁻³)的2.3倍。