DOI:10.1016/j.surfcoat.2020.126171

微生物燃料电池（MFC）是一种可以解决废水问题并发电的新技术。本研究的重点为负极材料。使用同轴静电纺丝法制备了聚乳酸（PLLA）微管阵列膜（PLLA MTAM）。这些MTAM不仅具有较高的比表面积，而且还增强了微生物的粘附能力。添加的多壁碳纳米管（MWCNT）可提高电导率，从而提高MFC的效率。此外，还分析了在双室MFC负极中放置不同数量的电纺纤维膜对其电性能的影响。扫描电子显微镜（SEM）图像显示，MTAM壁薄且表面带有孔，这有利于快速传质。在驯化过程中，细菌有规律地聚集在表面，形成层状结构。然而，内部结构中的细菌倾向于聚集成单独的块状。生物膜的生长显著影响电池的电性能。在驯化过程中，由于更好的电子传递能力，负极中更多的电纺纤维膜会迅速升高电压。将MTAM用作MFC的负极有利于在较短的驯化时间内附着细菌。含11张MTAMs的MFC的最大功率密度为2.94 mW/m2，最小电阻为833Ω。与密封MTAM相比，中空MTAM具有更好的电气性能。

图1.同轴静电纺丝原理图

图2.负极组件示意图

图3.MTAM的形态：（a）横截面，（b）和（c）表面，（d）内管

图4.各种MTAM负极的驯化曲线

图5.密封MTAM的驯化曲线

图6.驯化后MTAM的微观结构，（a）生物膜形态，（b）MTAM外壁上的细菌堆积，（c）附着在MTAM内壁上的细菌

图7.开放MTAM负极的极化曲线

图8.密封MTAM负极的极化曲线

图9.功率密度以及MFC中MTAMs的长期测试

图10.MTAM负极的交流阻抗谱