The high-performance and mechanism of P-doped activated carbon as a catalyst for air-cathode microbial fuel cells

Abstract

We report phosphorus (P)-doped activated carbon (AC) as a highly active catalyst for the oxygen reduction reaction (ORR) in air-cathode microbial fuel cells (MFCs).

Bamboo charcoal as a cost-effective catalyst for an air-cathode of microbial fuel cells

“…Although various types of MFCs have been proposed, air-cathode MFCs are the most applicable due to their simple structure and direct use of freely available oxygen in air as electron acceptors [3,4]. However, the performance of air-cathode MFCs is limited by the high overpotential of the oxygen reduction reaction (ORR) in the cathode [3,5].…”

Evaluación de la capacidad de almacenamiento de energía en xerogeles de carbono activados obtenidos a partir lignina

“…En la región de baja frecuencia la penetración de los iones en los poros es casi completa y el proceso de formación de la doble capa electroquímica es lento, una línea vertical muestra el dominio del comportamiento capacitivo en la interfase de carbono-electrolito, lo que sugiere que la muestra DA27 tiende a ser más conductiva que la GA27, lo cual también es acorde con los valores de ángulo de fase. De acuerdo a los análisis XPS, las muestras presentaron un pico representativo en 133,5eV, este pico proporciona una mayor contribución de átomos de oxígeno que mejoran la mojabilidad de la superficie carbonosa y el desempeño electroquímico [59], este pico tiene una mayor representación para la muestra DA27 (62,7%) respecto a las otras (48,8-57%). En la Figura 5d se presentan las curvas de variación de la pérdida de la capacidad (C") respecto a la frecuencia, en las cuales se observa un máximo que corresponde a la frecuencia en la que se obtiene la constante de tiempo de relajación, indicando el tiempo necesario para almacenar y entregar la energía del supercondensador.…”

“…de enlaces: P-C (~283,7eV)[57], C=C (~284,6eV), C-C sp 3 alifático (~285,3eV), R-OH y C-O-C y/o C-O-P (~286,3eV), C=O + >C=O (~287,5eV), COOH + -C(O)-O-C (~289,3eV) y p-p* (~291,6eV)[58]. El espectro O 1s está representado por cinco energías de enlace: O=C + O=P (~530,5eV), tipo quinona C=O (~531,3eV), O-C + COH + C-O-C + P-O (~532,4eV), C-OH y/o P-O-P (~533,3eV), y oxígeno quimisorbido y H 2 O (~534,5eV)[58],[59]. El espectro P 2p está representado por tres energías de enlace: C 3 -PO (~132,2eV), C-PO 3 o C 2 -PO 2 (~133,5eV) y grupos tipo C-O-P tales como (CO) 3 PO, (CO) 2 PO 2 y (CO)PO 3 (~134,5eV)[59], donde el pico de mayor presencia corresponde a ~133,5eV.…”

“…El espectro O 1s está representado por cinco energías de enlace: O=C + O=P (~530,5eV), tipo quinona C=O (~531,3eV), O-C + COH + C-O-C + P-O (~532,4eV), C-OH y/o P-O-P (~533,3eV), y oxígeno quimisorbido y H 2 O (~534,5eV)[58],[59]. El espectro P 2p está representado por tres energías de enlace: C 3 -PO (~132,2eV), C-PO 3 o C 2 -PO 2 (~133,5eV) y grupos tipo C-O-P tales como (CO) 3 PO, (CO) 2 PO 2 y (CO)PO 3 (~134,5eV)[59], donde el pico de mayor presencia corresponde a ~133,5eV. El espectro N 1s solamente se evidenció en la muestra GA27 y está representado por tres energías de enlace: N-6 y N=P (~398,1eV), N-5 (~399.…”

Cobalt‐based Catalysts Modified Cathode for Enhancing Bioelectricity Generation and Wastewater Treatment in Air‐breathing Cathode Microbial Fuel Cells

“…Nowadays, many efforts have been devoted to explore various cost‐effective electrocatalyst with high ORR properties, such as the catalysts composed of non‐noble transition metal catalyst (i. e., Mn, Cu, Fe, Co, Ni) or heteroatom catalyst (i. e., N, S, and P) . Among these metals, Co‐based composites with high electrocatalytic activity had been widely studied due to their properties of relative earth‐abundance and low‐cost .…”