国際廃棄物資源ジャーナル

概要

空気カソード微生物燃料電池における酸素還元反応のための活性炭の触媒効率の向上

ムホザ ジャン ピエール、馬紅志、ロイッシ カラコディオ、ジヴァイゾ ムンベンゲギ

微生物燃料電池（MFC）の空気陰極は、そのシンプルな設計、低コスト、および末端電子受容体として空気中の酸素を直接使用することから、従来の廃水処理における曝気に使用される膨大なエネルギーを節約できるなど、他の構成の中でも大きな可能性を秘めています。しかし、高出力密度を生成するために不可欠な陰極での酸素還元反応は当然ながら遅いため、反応過電位を克服するための触媒が必要です。白金（Pt）は、塩基性電解質でも酸性電解質でも、多数の酸化還元反応で標準的に使用される触媒です。しかし、その高コストと限られたリソースのため、この初期技術のスケールアップには適していません。活性炭は、微生物燃料電池における低コストで環境に優しい酸素還元反応（ORR）触媒であることがわかりましたが、裸の状態ではまだ触媒挙動が低く、出力が低くなります。このレビューでは、MFC 空気極の ORR に対する活性炭触媒性能を高めるために現在使用されているさまざまな有望な技術の概要を示し、触媒挙動と MFC 出力の観点から、それらの結果を標準的な Pt および活性炭触媒のみと比較することを目的としています。これらの技術の利点、欠点、ボトルネックについても説明します。