新型微生物燃料电池固态细菌催化电极研究

微生物燃料电池（MFC）以自然界丰富的有机物为燃料，以同样丰富的微生物细胞为催化剂，是新一代清洁、廉价的能源利用方式。针对目前MFC功率密度低的现状，本项目围绕MFC用高效固态细菌催化电极开展相关基础研究。主要内容包括：细菌细胞与固体电极之间以及细菌生物膜内的电子传递机制和动力学，电极结构对细菌附着与生物膜形成的影响，燃料分子及代谢产物在各种固定化膜中的传质特性，细菌在电化学环境中的活化与驯化机理，等。在以上研究基础上，对MFC阳极结构进行优化，筛选适合燃料电池催化的细菌催化剂和固定化材料，建立相应的定化方法。项目的特色在于以纳米电极、扫描电化学显微镜及电化学阻抗等技术研究与微生物代谢有关的细胞外电子传递机制和物质传输特性，这不仅对发展高性能MFC有重要意义，而且有助于建立微生物代谢的电化学研究方法，为细菌代谢动力学和机理提供细胞水平的信息。