SnO₂/MWCNTs复合改性阳极对海底沉积物微生物燃料电池电化学性能的影响

周长阳¹，宰学荣²，张皓爽²，刘志¹，陈伟¹，付玉彬¹，姬泓巍²

1. 中国海洋大学材料科学与工程研究院2. 中国海洋大学化学化工学院

摘 要：采用电沉积法和浸渍法制备了氧化锡/多壁碳纳米管（SnO₂/MWCNTs）复合材料,并首次将其应用在海底沉积物微生物燃料电池（MSMFCs）的阳极改性,测试分析SnO₂/MWCNTs改性阳极的电化学性能和由其组成的电池性能。结果表明,SnO₂/MWCNTs复合阳极的氧化还原电化学活性和电子转移动力学活性分别是空白组的28.26倍和983.7倍;电容性能是空白组的43.14倍;阳极电荷转移电阻约是空白组的1/4。复合改性阳极组MSMFCs的最大功率密度（1 085.1 m W/m2）是空白组的2.17倍。机理分析表明,MWCNTs提高了阳极的导电性,SnO₂使氧化还原反应更容易进行,阳极的电容性能增加;在特殊的海洋弱碱条件下,SnO₂和MWCNTs的增强协同作用使复合改性阳极表现出更加优异的性能。

关键词：海底沉积物;微生物燃料电池;SnO2/MWCNTs复合材料;电化学性能;