变"废"为宝——苍耳子在微生物燃料电池中的妙用

基于堆积型阳极的微生物燃料电池因材料成本低且在大型反应器中适用性强，在实际应用中具有较好前景。但是，堆积结构常带来堵塞问题，因此基于堆积型阳极的微生物燃料电池通常稳定性较差。

有鉴于此，南京工业大学闾敏、谢小吉课题组以自然界中的“废物”苍耳子为原料，制备了生物炭堆积的疏松阳极，从而提升堆积型阳极微生物燃料电池的长期稳定性。该工作近期发表于Science China Materials, 2018, doi:10.1007/s40843-018-9368。

图1 基于苍耳子的堆积型疏松阳极用于微生物燃料电池

生物炭由苍耳子直接炭化获得，保持了苍耳子特殊的外形，保证了其在制备成堆积型阳极后具有疏松的结构和良好的导电性。用于微生物燃料电池时，该生物炭堆积型阳极获得了与常用的活性炭材料堆积阳极相当的产电性能，且该燃料电池在150天的运行时间内产电性能无明显下降，而作为参照的活性炭堆积阳极燃料电池的性能呈现极大下降。这一良好的稳定性是因为生物炭堆积阳极的疏松结构减少了长期运行过程中的堵塞现象。

这种基于苍耳子的生物炭材料可以作为高效稳定的微生物燃料电池阳极材料，有望在实际应用中大型化长期运行。