11月6日消息,一篇题为《Freestanding FeS2-Integrated Reduced Graphene Oxide Aerogels Enhance Cathode-to-Cell Electron Transfer》的预印本在ChemRxiv发布(DOI: 10.26434/chemrxiv.15011783)。
该工作制备了自支撑的二硫化铁(FeS2)-还原氧化石墨烯(rGO)复合气凝胶电极,目标应用是微生物电化学系统(MES)——包括微生物燃料电池与微生物电合成——中的阴极向胞外电子传递过程。这类系统的核心瓶颈在于电极-微生物界面:阴极需将电子高效传递给附着菌群,驱动CO2还原或产电,而传统碳电极的界面电子通量与生物相容性难以兼得。
FeS2(黄铁矿型二硫化铁)作为地球丰产的半导体硫化物,兼具良好导电性与对生物膜的亲和性;与rGO气凝胶的三维多孔骨架结合后,电极在提供巨大比表面积的同时缩短电子传递路径。自支撑(无粘结剂、无集流体)结构减少了界面电阻与老化失效点,利于长期运行。
对行业而言,微生物电合成被视作绿电制化学品的低资本路线(CO2制乙酸、乙醇等),其放大瓶颈正是生物阴极的电流密度与稳定性;丰产元素基复合电极若在中试电流密度指标上兑现,将改善该路线的经济性叙事。
(来源:ChemRxiv)
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