通過微生物電解池（MEC）生產(chǎn)生物氫已經(jīng)向開發(fā)合適且具有成本效益的陰極催化劑發(fā)展。在這個研究中，兩種石墨烯雜化金屬氧化物納米復(fù)合材料用作催化劑，磷酸鹽緩沖液陰極電解液中，在制糖業(yè)廢水作為底物的MEC中運行以研究制氫。電化學(xué)表征顯示出NiO.rGO涂層陰極的性能更好，與NF和Co
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4.rGO陰極相比，該涂層在600 mV電壓下的過電勢較小，并且在Nyquist圖中具有最低的電阻。實驗結(jié)果表明，在1.0 V的施加電壓下，NiO.rGO納米復(fù)合材料的最大產(chǎn)氫率為4.38±0.11 mmol/L/D，庫倫效率為65.6％，陰極氫回收率為20.8％。就生產(chǎn)生物氫而言，MEC性能比Co
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4.rGO和未鍍膜的NF高1.19倍和2.68倍。因此，在MEC中使用工業(yè)廢水，證明了經(jīng)濟(jì)的雜化納米復(fù)合催化劑可實現(xiàn)能源和環(huán)境的可持續(xù)性。
Figure 1. （a）Co
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4.rGO和（b）NiO.rGO納米復(fù)合材料的SEM圖像。
Figure 2. （a）NiO.rGO和（b）Co
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4.rGO納米復(fù)合材料的EDX分析。
Figure 3. （a）兩個涂層陰極與NF的線性掃描伏安圖。（b）在磷酸鹽緩沖溶液中，施加電壓1.0 V時，MECs中不同陰極的電流密度。
Figure 4. 兩個涂層陰極以及NF的奈奎斯特圖。
Figure 5. 5天的生產(chǎn)周期中氫氣的累積生產(chǎn)率。
相關(guān)研究成果于2020年由印度國家技術(shù)研究所Samsudeen Naina Mohamed課題組，發(fā)表在International journal of hydrogen energy（2020, 45, 7647-7655）上。原文：Enhancing biohydrogen production from sugar industry wastewater using metal oxide/graphene nanocomposite catalysts in microbial electrolysis cell。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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