Chemical Engineering Journal | 我院教师与资环学院合作开展生物膜湿气发电领域研究取得重要研究进展
作者：机电工程学院 图文 发布时间 ：2022-06-22 浏览次数：399
近日，我院农业工程学科教师与资源与环境学院合作，在生物膜湿气发电领域研究取得新进展，成果以“Hydrovoltaic effect of microbial films enables highly efficient and sustainable electricity generation from ambient humidity”为题，发表于国际著名期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院I区，IF=13.273）。
湿气发电是通过水分子和亲水材料之间的相互作用而产生电能。前期的研究表明全细胞生物膜广泛存在和环境友好，有利于湿气发电的应用。然而，目前生物膜的特性与水伏性能之间的作用机制尚不清晰。本文利用生物电化学系统手段，使用的四种不同电活性细菌的细胞制备全细胞薄膜湿气发电装置(HEGs)。结果表明，最终获得最佳HEG的功率密度为51 mW/m2。HEG的性能依次取决于五个关键因素：亲水性>离子化程度>电导率>多孔结构>水运动。亲水性基团越多，通过提供更多的可移动离子，从而可诱导更强的离子解离、扩散和离子电导率。同时，多孔结构是可持续产电的关键因素，可为薄膜内部水分子的蒸发提供了通道，促进了HEG中的水循环。我们的发现不仅揭示了微生物膜的水伏效应，更为开发可持续生物电子器件与材料的打开了一个新的思路。
生物膜HEG的产电机制分析图
该成果是我院与资环学院开展学科交叉合作的重要研究成果。福建农林大学为第一完成单位，资环学院博士生任国平和机电学院胡启昌讲师为论文共同第一作者，资源与环境学院周顺桂教授和美国圣路易斯华盛顿大学贺震教授为论文共同通讯作者。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135921
