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J-GLOBAL ID：201602290742113003   整理番号：16A1117276

優れた性能を持つ,低価格マイクロ流体微生物燃料電池を可能にする,窒素ドーピングした3次元グラフェンエアロゲル活性化炭素複合体触媒

A three-dimensional nitrogen-doped graphene aerogel-activated carbon composite catalyst that enables low-cost microfluidic microbial fuel cells with superior performance

著者 (10件)： Yang Yang (Key Laboratory of Low-grade Energy Utilization Technologies and Systems (Chongqing University), Ministry of Education, Chongqing 400030, P. R. China. [e-mail]) ,  Liu Tianyu ,  Liao Qiang ,  Ye Dingding ,  Zhu Xun ,  Li Jun ,  Zhang Pengqing ,  Peng Yi ,  Chen Shaowei ,  Li Yat
資料名： Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability  (Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability)
巻： 4  号： 41  ページ： 15913-15919  発行年： 2016年11月07日 
JST資料番号： W0204B  ISSN： 2050-7488  CODEN： JMCAET  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： マイクロ流体微生物燃料電池(μMFCs)は,ミニアチュア化した有望な発電機およびバイオセンサであり,マイクロ製造プロセスとバイオチップ技術を融合したものである。しかしながら限られた出力と,かなり高いコストがそれらの実際的な応用を制限している。以前の研究において,バイオ陰極におけるバクテリアの不都合なコロニー化と遅い酸素還元反応(ORR)が不十分な出力の主な原因であることを明らかにした。本研究において,以前に述べた限界の処理に成功したμMFCsを示す。これらの限界は低価格自己集積化還元グラフェンオキシド-ニッケル(rGO@Ni)泡と窒素ドーピングしたグラフェンエアロゲル活性化炭素を,それぞれバイオ陽極と空気陰極として解決した。rGO@Ni泡の3次元,マクロ細孔構造が微生物のコロニー化に広い表面積を与え,バクテリア電池の積載量を大きく増加させる。このAC@N-GA電極は卓越したORR触媒活性を示す。その理由はメソ多孔性構造と触媒サイトとして役立つ窒素官能基の存在にある。結果としてこのμMFCsは1181±135.6Wm^-3(連続モード)および690.2±62.3Wm^-3(バッチモード)という最大電力密度を50μLの反応器容量で記録した。我々の知る限り,これは同じような構造の空気呼吸μMFCsおよびマイクロ流体グルコース燃料電池に対して報告された中で最高の体積電力密度である。さらに,高価でない電極と膜の無い構造によりμMFCsの製造コストをかなり減少させることが出来る。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *マイクロ流体デバイス ,  *燃料電池 ,  *グラフェン ,  *エアロゲル ,  還元 ,  ニッケル ,  コロニー ,  表面積 ,  触媒活性 ,  多孔性 ,  エネルギー密度
準シソーラス用語： *微生物燃料電池 ,  *窒素ドーピング ,  酸素還元反応 ,  メソ多孔性 ,  電力密度 ,  グルコース燃料電池

分類 (4件)： 燃料電池  (YB04040V) ,  炭素とその化合物  (YB02060D) ,  コロイド化学一般  (CB11010C) ,  微生物学・ウイルス学一般  (EG01000D)

タイトルに関連する用語 (8件)： 低価格 ,  流体 ,  微生物燃料電池 ,  窒素ドーピング ,  3次元 ,  活性化炭素 ,  複合体 ,  触媒