美国科学家《ACS NANO》：石墨烯作为微生物甲醇燃料电池铜电极上最薄的涂层

成果简介

甲醇（CH3OH）在燃料电池中脱氢成直流电（DC）可以是一种潜在的能源转换技术。然而，它们的发展目前受到基于铂和钯的电催化剂的高成本、缓慢的动力学、一氧化碳中间产物的形成以及对高温的要求等因素的阻碍。本文，美国南达科他矿业理工学院Jamil Islam等研究人员在《ACS Nano》期刊发表名为“Graphene as Thinnest Coating on Copper Electrodes in Microbial Methanol Fuel Cells”的论文，研究报告了使用石墨烯层（GL）从底层铜（Cu）表面的微生物驱动的甲醇脱氢产生直流电。

可处理的Rhodobacter sphaeroides 2.4.1 (Rsp)，一种非典型的甲基营养素，被用来在GL-Cu表面进行甲醇脱氢。我们使用电化学方法、显微镜和光谱学方法来评估GL对Rsp细胞的甲醇脱氢的影响。与纯铜相比，GL-Cu提供了5倍的功率密度和4倍的电流密度。通过减轻与底层铜表面的点蚀有关的问题，GL将甲醇脱氢的电荷转移阻力降低了4个数量级。所提出的在铜电极上进行无催化剂甲醇脱氢的方法可以提高燃料电池技术的整体可持续性。

图文导读

图1.原子石墨烯层的表征

图2.GL-Cu与铜相比的生物电催化性能。

图3.电化学阻抗 （EIS） 的测量。

图4.石墨烯纳米层增强甲醇分子的表面相互作用

小结

超薄石墨烯涂层的双重功能，包括钝化和生物电催化行为，可以在其他生物电化学驱动的电池和超级电容器中使用金属电极。

文献：https://doi.org/10.1021/acsnano.2c05512