Библиографическое описание:

Иванова А. Г., Масалович М. С., Губанова Н. Н., Загребельный О. А., Галушко А. С., Панова Г. Г. Современные функциональные нанокомпозитные материалы, используемые в экспериментальном микробиологическом топливном элементе // Молодой ученый. — 2016. — №28. — С. 242-248. — URL https://moluch.ru/archive/132/37156/ (дата обращения: 22.05.2018).



Как известно, на стыке наук обычно зарождаются новые идеи, направления и, самое главное, глобальные открытия. Так, междисциплинарный подход способствовал появлению биоэлектрохимических систем: накопленные знания в области электрохимии, материаловедения и биологии, соединившись, послужили основой для становления нового перспективного альтернативного направления энергетики — биоэнергетики, которая, в том числе, рассматривает получение электроэнергии за счет процессов, происходящих в биологических структурах. На сегодняшний момент эта междисциплинарная область, вызывает огромный интерес и активно развивается. Разработкой биоэлектрохимических систем или по-другому, биологических топливных элементов (БТЭ), занимаются многие отечественные и зарубежные научные группы.

В целом по принципу работы стандартный БТЭ является аналогом химического топливного элемента (твердополимерного топливного элемента — ТПТЭ), за исключением процессов биологической трансформации с помощью которых происходит превращение химической энергии вещества в электрическую [1]. Так, на угольном аноде протекают процессы окисления топлива, катализатором которых являются биологические структуры (в ТПТЭ катализатор платина), на угольном катоде процессы восстановления кислорода, где катализатором процесса может быть платина как в ТПТЭ, так и комплексные соединения. Электролит, через который проходят протоны, часто используемая протонпроводящая мембрана Нафион (см. рисунок).

Рис. 1. А- биологический топливный элемент, Б — твердополимерный топливный элемент

На рисунке 1 А и Б изображены двухкамерные ячейки БТЭ и ТПТЭ, тем не менее существуют и однокамерные ячейки с воздушным катодом.

В целом, БТЭ разделяют на два класса топливных элементов: ферментативные и микробиологические [2]. Как видно из названия, в ферментативном топливном элементе катализатором окисления субстрата (углеводы, спирты и т. д.) является изолированный фермент, выделенный из клетки микроорганизма, тогда как в микробиологическом топливном элементе (МТЭ), катализатор — ферменты, непосредственно находящиеся в живой бактериальной клетке [3]. Различие используемых катализаторов обуславливает ряд преимуществ и недостатков БТЭ. Так, МТЭ имеет следующие преимущества перед ферментативным топливным элементом, что выдвигает данное электрохимическое устройство на лидирующую позицию:

– дешевизна используемых микроорганизмов, т. к. не требуется затратного по времени процесса выделения и дорогостоящей очистки изолированного фермента;

– внутриклеточная саморегуляция и репарация ферментативных систем в микробных клетках, что положительно сказывается на их стабильности;

– простота конструкции, устойчивость к внешним факторам, широкому ассортименту используемых субстратов (органические вещества, включая углеводы и кислоты, сточные воды пищевой и других промышленностей) и используемых микроорганизмов;

– возможность применения вдали от цивилизации, поскольку для получения электричества возможно набрать имеющийся «под рукой» субстрат, содержащий микроорганизмы (ил, сточные воды, почва, слюна и т. д.) [4].

Тем не менее, недостатками МТЭ являются:

– низкое КПД, т. к. большая часть выработанной энергии затрачивается бактериальными клетками для роста и поддержания процессов жизнедеятельности;

– малоэффективная передача накопленного заряда от бактериальной клетки на поверхность электрода топливного элемента, т. е. сложность выноса заряда из живой клетки;

– необходимость длительного поддерживания клеток микроорганизмов в активном состоянии;

– необходимость предотвращения образования сильного обрастания электродов, снижающего эффективность переноса электронов на анод.

В результате в настоящее время экспериментальные образцы МТЭ имеют значения плотности мощности 10–300 мВт·м-2 (тогда как у ТПТЭ 0.7·106 -1 ·106 мВт ·м-2) с напряжением 0.2–0.6 В (при теоретическом максимуме 1 В) и КПД 15–30 % [5].

Поэтому для решения проблемы низкой производительности МТЭ, ведутся поисковые исследования в следующих направлениях:

1) установление механизма переноса — передачи электронов на анод [6–14];

2) выявление новых микроорганизмов, эффективных в генерации электрического тока и использование новых субстратов — доноров электронов [15–20];

3) разработка новых дешевых функциональных композитных материалов для электродов и электролита МТЭ.

В институте химии силикатов РАН ведутся исследовательские работы по разработке электроактивных и электролитных материалов для электродов и твердополимерных электролитов электрохимических систем (топливные элементы, суперконденсаторы) и, в том числе, микробиологических топливных элементов [21–33].

В связи с этим целью настоящей работы является анализ научно-технической литературы, направленный на выявления влияния состава функционального материала электрода и электролита на электротехнические показатели экспериментального МТЭ.

  1. Материалы для электродов МТЭ

На сегодняшний момент выявлено, что использование наноматериалов и композитов на их основе для электродов МТЭ способствует улучшению переноса электронов (от бактериальной клетки) к поверхности электродов, увеличению стабильности генерации электрического тока (что особенно важно для материала катода), увеличению проводимости электродов и удельной площади поверхности электродов [34].

В основном для электродов в МТЭ используется следующие материалы:

– углеродсодержащие материалы — активированный уголь, углеродная сажа, нанотрубки, графен, оксид графена, а также легированный углеродный материал; Популярность углеродного материала, как материала анода и катода МТЭ, связана с низкой стоимостью, высокой площадью поверхностью и электропроводностью, биологической инертностью, химической стабильностью и некоторой каталитической активностью [35–39].

Так, в работе [40] в качестве материала анода использовали активированнный уголь, на котором наблюдали рост биопленки Shewanella oneidensis MR-1. Анализ поляризационной кривой полуячейки с модифицированным анодом показал увеличение показателей значений тока по сравнению с электродом из углеродной бумаги. Тогда как Чжан и др. [41] использовали легированный азотом активированный уголь как материал катода МТЭ и наблюдали увеличение плотности мощности в присутствие модифицированного углерода до 0.45 ± 0.40 Вт·m-2 по сравнению со стандартным катодным материалом МТЭ на основе платиновой черни.

– электропроводящие полимеры (полипиррол, полианиалин, политиофен и их производные) и композиты на их основе, которые способствуют увеличению каталитической активности, проводимости и площади поверхности материала электрода [42–51].

Например, в работе [52] методом химической полимеризации пиррола в присутствии нанотрубок углерода получен композитный материал анода — полипиррол/нанотрубки, где в качестве биокатализатора использовались Escherichia Coli. Плотность мощности экспериментального МТЭ с модифицированным анодом составила 228 мВт·м-2. Интересно отметить, что композиты на основе проводящих полимеров и углерода также используются как материал катода без наночастиц платины, но в присутствии микроорганизмов, т. е. получается у МТЭ может быть не только био-анод, но и био-катод. При этом каталитическую функцию выполняют сами бактерии и проводящий полимер, что значительно стабилизирует генерацию тока, уменьшая катодные потери МТЭ [53].

– оксиды переходных металлов, карбиды переходных металлов и композиты на их основе, где помимо углерода могут присутствовать проводящие полимеры, наночастицы металлов [54–57]. Каталитическую функцию в электродном материале выполняют оксиды, карбиды и наночастицы металлов. Так, экспериментальный МТЭ с катодом из C3O4/легированный графен демонстрировал максимальное значение плотности мощности (654 ± 32 мВт·м-2), которое на 37 % выше, чем у МТЭ со стандартным катодом, имеющий каталитический слой из платиновой черни [58].

– наночастицы металлов и композиты на их основе — это в основном наночастицы благородных металлов (Au, Pt, Pd, Ag), а также Со, Ni, W, Fe и др. [59–64]. Например, в работе [65] методом химического осаждения из газовой фазы были получены наночастицы никеля на углеродной бумаге, которая выполняла функцию подложки. Лабораторный образец МТЭ с модифицированным электродом имел плотность мощности 1145 ± 20 мВт·м-2.

Интересно отметить, что разработка экспериментальных МТЭ с модифицированными и нанокомпозитными электродами в основном ведется с Escherichia Coli, которая выполняет функцию микробиологического катализатора. Тогда как, «популярная» бактерия — Geobacter, способная эффективно вырабатывать электричество из растворов различных ацетатов за счет способности образовывать нанопровода, практически не изучена с позиции ее взаимодействия с функциональным нанокомпозитным материалом анода МТЭ.

  1. Материал мембраны для вМТЭ

Как известно, в качестве электролита наиболее часто используемой мембраной для МТЭ является мембрана Нафион, которая выполняет функцию не только ионного проводника, но также является сепаратором катодного и анодного пространства МТЭ, препятствующим прохождению электронов [66].

Недостатками мембраны Нафион являются:

– высокая стоимость,

– проницаемость по молекулярному кислороду

– биообрастание

– увеличение сопротивления из-за обрастания при эксплуатировании.

В результате для поддержания высокой производительности МТЭ необходимо часто заменять загрязненную мембрану, что существенно увеличивает эксплуатационные расходы на МТЭ [67].

Если использовать пористые мембраны (микрофильтрационные), которые не имеют собственной проводимости, а являются только сепараторами, через поры которых протекает электролит, то производительность такого топливного элемента также будет невысокой. Поскольку через поры также проходит молекулярный кислород от катодного пространства к анодному и питательный субстрат с микроорганизмами от анодного пространства к катодному, что существенно снижает эффективность работы МТЭ [68]. Таким образом, на сегодняшний момент весьма актуальна разработка дешевого материала мембраны МТЭ, сочетающей в себе все необходимые свойства.

В основном синтезируемые и исследуемые мембраны для МТЭ можно разделить на следующие четыре группы:

– Полимер-полимерные мембраны,

– Полимер-оксидные мембраны,

– Углерод-полимерные мембраны,

– Керамические

Так, в работе [69] для получения композиционной мембраны, используемой в МТЭ, смешивали дешевые непористые полимеры: непроводящий полиэфирсульфон с проводящим сульфированным полиэфирэфиркетоном. В результате производительность экспериментального МТЭ была выше, чем МТЭ с мембраной Нафион.

Помимо этого в полимеры (полиэфирсульфон), приготовленные методом инверсии фаз (метод используется для получения пористых полимерных мембран), добавляют оксиды переходных металлов, например Fe3O4, TiO2 для увеличения влагоудержания и шероховатости поверхности [70]. Все это способствует увеличению производительности МТЭ. Хасани-Садрабади и др., 2014 [71] изготовили непористую ионопроводящую композитную мембрану на основе сульфированного полиэфирэфиркетона и монтмориллонита — СПЭЭК/ММТ, которая была испытана в лабораторном МТЭ с использованием E.coli и также в присутствие композитной мембраны наблюдалось увеличение производительности МТЭ.

Интересны и популярны мембраны из поливинилового спирта (ПВС), кремневольфрамовой кислоты и оксида графена (ОГ), где кислота и оксид графена выполняют функцию ионного проводника. Эти мембраны показали увеличения срока годности и снижение кроссовера кислорода в МТЭ, по сравнению с мембраной Nafion 117 [72].

Керамические же мембраны зарекомендовали себя как материал способный работать в течение длительного времени. На сегодняшний день установлено, что керамика является гораздо более стабильной, чем обычные полимерные мембраны. Тем не менее необходима дальнейшая работа исследователей для устранения обрастания и засорения пор керамики [73–75].

Таким образом, на основании обзора научной литературы по разрабатываемым функциональным материалам для МТЭ можно сделать вывод, что нанокомпозитные материалы способны существенно улучшить производительность экспериментального МТЭ, благодаря высокой каталитической активности, биологической инертности, электрохимической стабильности.

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований Отделения химии и наук о материалах Российской академии наук (ОХНМ РАН) № 2 «Инновационные разработки металлических, керамических, стекло-, композиционных и полимерных материалов».

Литература:

  1. В. В. Федорович, Т. О. Мажитов, С. В. Калюжный Биотопливные элементы- новые возможности для энергетики//Катализ в промышленности № 1, 2004, С. 29–34
  2. Bullen RA, Arnot TC, Lakeman JB, Walsh FC. Biofuel cells and their development. Biosens Bioelectron. 2006 May 15;21(11):2015–45. Epub 2006 Mar 29.
  3. Roller S. D., Bennetto H. P., Delaney C. M. et all// J. Chem.Technol.Biotechnol. 1984. Vol. 34B. P.3
  4. Е. В. Кузьмичева, В. А. Решетов, И. А. Казаринов, О. В. Игнатов Разрядные характеристики микробного топливного элемента на основе микроорганизма Escherichia Coli // Электрохимичексая энергетика. 2007. Т.7, № 1. С.33–37
  5. С. В. Калюжный, В. В. Федорович Микробные топливные элементы //Химия и жизнь, 2007, № 5, С. 36–39
  6. Lewis K (1966) Symposium on bioelectrochemistry of microorganisms IV. Biochemical fuel cell. Bacteriol Rev. 30: 101–113
  7. Yahiro AT, Lee SM, Kimble DO (1964) Bioelectrochemistry. I. Enzyme utilizing bio-fuel cell studies. Biochimica et Biophysica Acta. 88: 375–383
  8. Shi L, Squier TC, Zachara JM, Fredrickson JK (2007) Respiration of metal (hydr)oxides by Shewanella and Geobacter: a key role for multihaem c-type cytochromes. Mol. Microbiol. 65:12–20.
  9. Coursolle D, Baron DB, Bond DR, Gralnick JA (2010) The Mtr respiratory pathway Is essential for reducing flavins and electrodes in Shewanella oneidensis. J Bacteriol 192: 467–474
  10. Gorby YA, Yanina S, McLean JS, Rosso KM, Moyles D, Dohnalkova A, Beveridge TJ, Chang IS, Kim BH, Kim KS, Culley DE, Reed SB, Romine MF, Saffarini DA, Hill, EA, Shi L, Elias DA, Kennedy DW, Pinchuk G, Watanabe K, Ishii S, Logan B, Nealson KH, Fredrickson JK (2006) Electrically conductive bacterial nanowires produced by Shewanella oneidensis strain MR-1 and other microorganisms. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103: 11358–11363.
  11. Reguera G, Nevin KP, Nicoll JS, Covalla SF, Woodard TL, Lovley DR (2006) Biofilm and nanowire production leads to increased current in Geobacter sulfurreducens fuel cells. Appl Environ Microbiol 72: 7345–7348.
  12. Nielsen LP, Risgaard-Petersen N, Fossing H, Christensen PB, Sayama M (2010) Electric currents couple spatially separated biogeochemical processes in marine sediment Nature 463: 1071–1074
  13. Malvankar NS, Yalcin SE, Tuominen MT, Lovley DR (2014) Visualization of charge propagation along individual pili proteins using ambient electrostatic force microscopy Nature Nanotechnology 9: 1012–1017
  14. Pirbadian S, Barchinger SE, Leung KM, Byun HS, Jangir Y, Bouhenni RA, Reed SB, Romine MF, Saffarini DA, Shi L, Gorby YA, Golbeck JH, El-Naggar MY (2014). Shewanella oneidensis MR-1 nanowires are outer membrane and periplasmic extensions of the extracellular electron transport components, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2014 111: 12883–12888
  15. Bond DR, Lovley DR (2003) Electricity production by Geobacter sulfurreducens attached to electrodes. Appl Environ Microbiol 69:1548–1555.
  16. Holmes DE, Bond DR, O’Neil RA, Reimers CE, Tender LR, Lovley DR (2004) Microbial communities
  17. Kim BH, Ikeda T, Park HS, Hyun MS, Kano K, Takagi K, Tatsumi H (1999a) Electrochemical activity of an Fe(III)-reducing bacterium, Shewanella putrefaciens IR-1, in the presence of alternative electron acceptors. Biotechnol Techniques 13: 475–478.
  18. Logan BE, Regan JM (2006) Electricity-producing bacterial communities in microbial fuel cells. Trends Microbiol 14: 512–518
  19. Reimers, C.E. et al. (2001) Harvesting energy from the marine sediment-water interface. Environ. Sci. Technol. 35: 192–195
  20. Fedorovich V, Knighton MC, Pagaling E, Ward FB, Free A, Goryanin I (2009) Novel electrochemically active bacterium phylogenetically related to Arcobacter butzleri, isolated from a microbial fuel cell Appl Environ Microbiol 75: 7326–7334
  21. Пономарева А. А., Иванова А. Г., Шилова О. А., Кручинина И. Ю. Современное состояние и перспективы изготовления и эксплуатации топливных элементов, работающих на метане (обзор) // Физика и химия стекла. 2016. Т. 42. № 1. С. 3–28 Ponomareva A. A., Ivanova A. G., Shilova O. A., Kruchinina I. Yu. Current state and prospects of manufacturing and operation of methane-based fuel cells (review) // Glass Physics and Chemistry. 2016. V. 42. N 1, p. 1–19. — DOI 10.1134/S1087659616010120
  22. Шилова О. А., Кручинина И. Ю., Иванова А. Г., Загребельный О. А., Хамова Т. В., Цветкова И. Н. Разработка и исследование электротехнических свойств водородно-воздушных портативных топливных элементов. В сборнике: Магнитолевитационные транспортные системы и технологии. МТСТ'14 Труды 2-й Международной научной конференции. под редакцией Ю. Ф. Антонова. 2014. С. 164–171.
  23. Иванова А. Г., Загребельный О. А., Пономарева А. А., Масалович М. С., Губанова Н. Н., Шилова О. А., Кручинина И. Ю. Разработка электрохимических устройств на основе нанокомпозитных материалов. Транспортныесистемыитехнологии. 2015. № 2 (2). С. 100–109.
  24. Nechitailov A. A., Remenyuk A. D., Tomasov A. A., Khamova T. V., Shilova O. A.PROPERTIES OF PROTON-CONDUCTING MATERIALS FORMED BY THE SOL-GEL METHOD. Russian Journal of Applied Chemistry. 2009. Т. 82. № 6. С. 986–990.
  25. ИвановаА. Г., ЗагребельныйО. А., ЦигасА. А., ШиловаО. А. синтезиэлектрофизическиесвойствананооксидногослояпсевдоконденсатора. Физика и химия стекла. 2012. Т. 38. № S6. С. 934–939.
  26. Нечитайлов А. А., Хамова Т. В., Ременюк А. Д., Шилова О. А., Томасов А. А. Спектроскопические исследования протонпроводящих материалов, формируемых золь-гель методом. Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. 2008. № 10. С. 98–101.
  27. Налимова С. С., Компан М. Е., Максимов А. И., Мошников В. А., Сапурина И. Ю., Спивак Ю. М., Теруков Е. И., Терукова Е. Е., Титков А. Н., Томасов А. А., Шилова О. А., Шишов М. А. Мошников В. А., Шилова О. А. Золь-гель-нанокомпозиты — перспективные материалы для мембран и каталитических слоев топливных элементов. в книге: основы водородной энергетики Санкт-Петербург, 2011. С. 183–211.
  28. Шевченко В. Я., Кручинина И. Ю., Шилова О. А., Лапшин А. Е. Новые материалы, разработанные в ИХС РАН ФАНО. В сборнике: Роль фундаментальных исследований при реализации стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года Сборник докладов Всероссийской конференции. ФГУП ВИАМ. 2014. С. 7.
  29. А. Г. Иванова, П. А. Ильин, А. А. Гриценко, О. А. Загребельный, А. Ю. Грузинов, Г.П Копица, И. Ю. Кручинина, О. А. Шилова Структура и протонная проводимость гидратированной мембраны типа Нафион. // Физика и химия стекла. — 2016 г. Т. 42. № 6. С. 827–830
  30. Масалович М. С., Шевцова Ю. А., Иванова А. Г., Загребельный О. А., Кручинина И. Ю., Шилова О. А. Электрохимический синтез пленок политиофена на стальной сетке с покрытием полиакриламида для использования в псевдоконденсаторах. // Физика и химия стекла. — 2016 г. Т.42, № 6. С. 824–826
  31. Пат. РФ 2358359 Способ получения каталитического слоя топливного элемента /Нечитайлов А. А., Хамова Т. В., Звонарева Т. К., Шилова О. А., Астрова Е. В., Сресели О. М./ заявл. 26.12.2007; опубл. 10.06.2009, Бюл. № 16. — 8 с; Пат РФ № 2505481.
  32. Способ получения силикофосфатного протонпроводящего материала, преимущественно для мембран топливных элементов (варианты) /Шилова ОО.А., Цветкова И. Н./ заявл. 28.04.2011; опубл. 27.01.2014, Бюл. № 3. — 11 с.
  33. Патент РФ № 142031 Суперконденсатор /Загребельный О. А., Иванова А. Г., Арсентьев М. Ю., Шилова О. А./ № 2013144305, заявл. 02.10.2013; опубл. 20.06.2014 Бюл. № 17
  34. Minteer SD, Atanassov P, Heather R. Luckarift HR, Johnson GR (2012) New materials for biological fuel cells MaterialsToday 15: 166–173
  35. Park DH, Zeikus JG. Improved fuel cell and electrode designs for producing electricity from microbial degradation. Biotechnol Bioeng 2003;81(3):348e55
  36. U. Schroeder, F. Harnisch and L. T. Angenent, Energy Environ. Sci., 2015, 8, 513–519
  37. M. Zhou, M. Chi, J. Luo, H. He and T. Jin, J. Power Sources, 2011, 196, 4427–4435
  38. Adachi M, Shimomura T, Komatsu M, Yakuwa H, Miya A (2008) A novel mediator-polymer-modified anode for microbial fuel cells Chem Commun: Vol 17: 2055–2057.
  39. Р. Г. Василов, А. Н. Решетилов, А. И. Шестаков Биотопливные элементы, ПРИРОДА, № 12, 2013 С. 65–70
  40. E. Kipf, J. Koch, B. Geiger, J. Erben, K. Richter, J. Gescher, R. Zengerle, S. Kerzenmacher, Bioresour. Technol. 146 (2013) 386–392
  41. B. Zhang, Z. Wen, S. Ci, S. Mao, J. Chen, Z. He, ACS Appl. Mater. Interfaces 6 (2014) 74647470.
  42. J. Hou, Z. Liu, P. Zhang, J. Power Sources 224 (2013) 139–144
  43. Z. Lv, Y. Chen, H. Wei, F. Li, Y. Hu, C. Wei, C. Feng, Electrochim. Acta 111 (2013) 366–373
  44. Y. C. Yong, X. C. Dong, M.B. C. Park, H. Song, P. Chen, ACS Nano 6 (2012) 2394–2400
  45. C. Esmaeili, M. Ghasemi, L. Y. Heng, S.H. A. Hassan, M. M. Abdi, W.R. W. Daud, H.Ilbeygi, A. F. Esmail, Carbohydr. Polym. 114 (2014) 253–259
  46. M. Ghasemi, W.R. W. Duad, M. Mokhtarian, A. Mayahi, M. Ismail, F. Anish, M. Sedighi, J. Alar, Int. J. Hydrogen Energy 38 (2013) 9525–9532
  47. S. Khilari, S. Pandit, M. M. Ghangrekar, D. Pradhan, D. Das, Ind. Eng. Chem. Res 52 (2013) 11597–11606
  48. Y. Yuan, S. Zhou, Y. Liu, J. Tang, Environ. Sci. Technol. 47 (2013) 14525–14532
  49. G. Gnana kumar, C. J. Kirubaharan, S. Udhayakumar, K. Ramachandran, C. Karthikeyan, R. Renganathan, K. S. Nahm ACS. Sustanable Chem. Eng. 2 (2014) 2283–2290
  50. C. Li, L. Ding, H. Cui, L. Zhang, K. Xu, H. Ren, Bioresour. Technol. 116 (2012) 459–465
  51. Y. Qiao, S. J. Bao, C. M. Li, Q. Q. Cui, Z. S. Lu, J. Quo, ACS Nano 2 (2008) 113–119
  52. Y. Zou, C. Xiang, L. Yang, L. X. Sun, F. Xu, Z. Cao, Int. J. Hydrogen Energy 33 (2008) 48564862
  53. Chao Li, Lili Ding, Hao Cui, Libin Zhang, Ke Xu, Hongqiang Ren Application of conductive polymers in biocathode of microbial fuel cells and microbial community Bioresource Technology 116 (2012) 459–465
  54. H. Park, M. Christy, P. Kim, K. S. Nahm, Biosens. Bioelectron. 58 (2014) 7580
  55. T. S. Song, D. B. Wang, X. Li, Y. Liang, J. Xie, Int. J. Hydrogen Energy 40 (2015) 3868–3874
  56. Y. Wu, X. Zhang, S. Li, X. Lv, Y. Cheng, X. Wang, Electrochim. Acta 109 (2013) 328–332
  57. X. B. Gong, S. J. You, X. H. Wang, J. N. Zhang, Y. Gan, N. Q. Ren, Biosens. Bioelectron. 55 (2014) 237–241
  58. Y. Su, Y. Zhu, X. Yang, J. Shen, J. Lu, X. Zhang, J. Chen, C. Li, Ind. Eng. Chem. Res. 52 (2013) 6076–6082.
  59. Y. X. Huang, X. W. Liu, X. F. Sun, G. P. Sheng, Y. Y. Zhang, G. M. Yan, S. G. Wang, A. W. Xu, H. Q. Yu, Int. J. Hydrogen Energy 36 (2011) 2773–2776
  60. Hou, Z. Liu, S. Yang, Y. Zhou, J. Power Sources 258 (2014) 204–209
  61. J; X. Yang, J. Lu, Y. Zhu, J. Shen, Z. Zhang, J. Zhang, C. Chen, C. Li, J. Power Sources 196 (2011) 10611–10615
  62. G. Ghasemi, W.R. W. Daud, M. Rahimnejad, M. Rezayi, A. Fetemi, Y. Jafri, M. R. Somalu, A. Manzour, Int. J. Hydrogen Energy 38 (2013) 9533–9540
  63. Habrioux, E. Sibert, K. Servat, W. Vogel, K. B. Kokoh, N. A. Vante, J. Phys. Chem. B 111 (2007) 10329–10333
  64. Rasu Ramachandran1, Shen-Ming Chen2, George peter Gnana kumar3 Enhancement of Different Fabricated Electrode Materials for Microbial Fuel cell Applications: An Overview Int. J. Electrochem. Sci., 10 (2015) 7111–7137
  65. S. Singh, N. Verma, Int. J. Hydrogen Energy 40 (2015) 1145–1153
  66. Мошников В. А., Шилова О. А. Золь-гель нанокомпозиты — перспективные материалы для мембран и каталитических слоев топливных элементов /Основы водородной энергетики /под ред. В. А. Мошникова и Е. И. Терукова/ Монография. СПб. Изд.СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2011, с. 183–211
  67. Leong, J.X., Daud, W. R. W., Ghasemi, M., Liew, K.B., Ismail, M., 2013. Renewable and Sustainable Energy Reviews 28, 575–587
  68. Zhao, F., Slade, R. C. T., Varcoe, J.R., 2009. Chemical Society Reviews 38, 1926–1939.
  69. Lim, S.S., Daud, W. R. W., Jahim, J.M., Ghasemi, G., Chong, P.S., Ismail, M., 2012, International Journal of Hydrogen Energy 37, 11409–11424
  70. Venkatesan, P.N., Dharmalingam, S., 2014, Chemical Engineering Journal 243, 564–571
  71. Hasani-Sadrabadi, M.M., Dashtimoghadam, E., Sarikhani, K., Majedi, F.S., Ghader Khanbabaei, G., 2010. Journal of Power Sources 195, 2450–2456
  72. Khilari, S., Pandit, S., Ghangrekar, M.M., Pradhan, D., Das, D., 2013b. Industrial &Engineering Chemistry Research 52, 11597–11606.
  73. K. Scott and E. H. Yu, editors, Microbial Electrochemical and Fuel Cells. Fundamentals and Applications, first ed., Elsevier, 2016.
  74. M. Behera, P. S. Jana, M. M. Ghangrekar, Performance evaluation of low cost microbial fuel cell fabricated using earthen pot with biotic and abiotic cathode, Bioresour. Technol. 101 (2010) 1183–1189.
  75. S. M. Daud, B. H. Kim, M. Ghasemi, W.R. W. Daud, Separators used in microbial electrochemical technologies: Current status and future prospects, Bioresour. Technol. 195 (2015) 170–179
Основные термины (генерируются автоматически): fuel cell, топливных элементов, топливного элемента, Hydrogen Energy, экспериментального МТЭ, производительности МТЭ, Power Sources, Lovley DR, Shewanella oneidensis, Journal of, производительность экспериментального МТЭ, электродов МТЭ, химия стекла, academy of sciences, United States of, states of america, National Academy of, Appl Environ, катода МТЭ, fuel cells and.


Ключевые слова

микроорганизмы, композиты, микробиологический топливный элемент, оксиды переходных металлов, проводящие полимеры

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос