Bio-functional metal organic framework composite as bioanode for enhanced electricity generation by a microbial fuel cell

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作者
Haitao Xu,Junxiang Huang,Cunguo Lin,Jiyong Zheng,Zhenghui Qiu,Qing Wen,Ye Chen,Lijuan Qi,Yuyang Wang
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier BV]
卷期号:368: 137622-137622 被引量:42
标识
DOI:10.1016/j.electacta.2020.137622
摘要

As a green and eco-friendly power generation technology, microbial fuel cell (MFC) still faces challenge for application due to the low power density. To achieve the purpose, a novel bio-functional metal organic framework (MOF) is fabricated through a facile hydrothermal method and applied as anodic material in the MFC. The results indicate that the NH2-MIL-53(Fe) anode decreases the electron transfer resistance, enhances the bio-electrocatalystic properties and facilitates bacterial conglutination on the anodic surface. A great energy output of 2.55 W m−3 is achieved by the MFC with NH2-MIL-53(Fe) anode, which is 53% larger than that of MFC with acetylene black anode (1.66 W m−3), while the dominant genus on the NH2-MIL-53(Fe) anode are exoelectrogens Geobacter (abundance of 20.95%). The excellent results mainly ascribed to the synergy of unique structure of MOF and each component of NH2-MIL-53(Fe), including enlarged electrochemical active area, improved the bio-affinity and extracellular electron transfer rate by iron oxide and amino groups. This work provides valuable information for applying more bio-functional MOFs to construct high-performance MFCs.
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