清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Bioinspired FeCo Dual-Metal Phthalocyanine/Reduced Graphene Oxide Composite Anode for Enhanced Extracellular Electron Transfer in Microbial Fuel Cells

微生物燃料电池 石墨烯 材料科学 阳极 双金属片 电子转移 氧化物 纳米技术 化学工程 复合数 电子传输链 阴极 工作职能 双金属 碳纳米管 钴 电极 合理设计 普鲁士蓝 氧化铟锡 铁质 碳纤维 金属有机骨架 辅因子 血红素 氧化铁 导电体 功率密度 生物膜 纳米复合材料 氧化钴
作者
Qingwen Zheng,Yihan Li,Jingyi Teng,Yunfeng Qiu,Zhuo Ma,Ruiwen Wang,Shaoqin Liu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (49): 67240-67251 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsami.5c16916
摘要

The low efficiency of extracellular electron transfer (EET) at the bioanode–electrolyte interface remains a critical bottleneck limiting power output and startup kinetics in microbial fuel cells (MFCs). To address this, we developed a biomimetic FeCo bimetallic phthalocyanine/reduced graphene oxide composite anode (FeCo-rGO@CC) inspired by the heme cofactors in cytochrome c . Iron phthalocyanine (FePc) and cobalt phthalocyanine (CoPc) provide atomically dispersed M–N–C active sites analogous to enzymatic centers, synergistically enhancing EET kinetics. Reduced graphene oxide (rGO) serves as a highly conductive scaffold with a large specific surface area, promoting robust electroactive biofilm formation. This integrated design yields improved performance: the FeCo-rGO@CC anode achieves a 43% faster startup (1.03 vs 1.81 days) and a 65% higher maximum power density (3.69 vs 2.23 W/m 2 ) compared to conventional carbon cloth (CC). These significant improvements stem from the anode’s ability to enhance bacterial adhesion, enrich electroactive populations, and accelerate interfacial EET. Our work elucidates that the bimetallic Fe/CoN 4 synergy not only mimics but electronically complements the function of c-Cyts, establishing a dual pathway for enhanced direct and mediated electron transfer. This bioinspired strategy of coupling precisely engineered bimetallic active sites with a conductive macroscaffold presents a versatile and effective paradigm for designing high-performance bioanodes in bioelectrochemical systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
高瑛键完成签到 ,获得积分10
16秒前
沭阳检验医师完成签到,获得积分0
23秒前
自然小猫咪完成签到 ,获得积分10
24秒前
Wechin的应助被科研通管家采纳,获得10
26秒前
标致的满天完成签到 ,获得积分10
41秒前
糊涂的电话完成签到,获得积分10
53秒前
55秒前
高高的夏波完成签到,获得积分10
1分钟前
爱听歌的雁风完成签到,获得积分10
1分钟前
spinon完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI6.2的应助被blenx采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
j7完成签到,获得积分10
1分钟前
仁爱的鲂完成签到,获得积分10
2分钟前
天真念婷发布了新的文献求助10
2分钟前
清新的雨文完成签到,获得积分10
2分钟前
Wechin的应助被科研通管家采纳,获得10
2分钟前
年轻花卷完成签到,获得积分10
2分钟前
fabius0351完成签到 ,获得积分0
2分钟前
勤恳的从蕾完成签到,获得积分10
2分钟前
踏实的白卉完成签到,获得积分10
3分钟前
鲜艳的雪曼完成签到,获得积分10
3分钟前
微笑艳一完成签到,获得积分10
4分钟前
简单的语风完成签到,获得积分10
4分钟前
痴情的皮皮虾完成签到,获得积分10
4分钟前
怡然青烟完成签到,获得积分10
4分钟前
坚定的问芙完成签到,获得积分10
5分钟前
专注的天菱完成签到,获得积分10
5分钟前
腼腆的山兰完成签到 ,获得积分10
5分钟前
清爽的孤丝完成签到,获得积分10
5分钟前
清辉影完成签到,获得积分10
5分钟前
NINI完成签到 ,获得积分10
6分钟前
魔幻雅柔完成签到,获得积分10
6分钟前
幸福海之完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
迷茫的一代完成签到,获得积分0
6分钟前
blenx发布了新的文献求助10
6分钟前
无奈的绾绾完成签到,获得积分10
6分钟前
儒雅海秋完成签到,获得积分10
7分钟前
无辜的夏云完成签到,获得积分10
7分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Deformation and Fracture of the Lumbar Vertebral End Plate 500
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7802394
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9336542
关于积分的说明 20480228
捐赠科研通 7393970
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3326854
关于科研通互助平台的介绍 2473883
邀请新用户注册赠送积分活动 2344902