一种基于酶和介质双重固定生物电极的高性能无膜乳酸生物燃料电池制造技术

本发明专利技术公开了一种基于酶和介质双重固定生物电极的高性能无膜乳酸生物燃料电池。首先提供一种富含缺陷的N

【技术实现步骤摘要】
一种基于酶和介质双重固定生物电极的高性能无膜乳酸生物燃料电池


[0001]本专利技术涉及一种基于酶和介质双重固定生物电极的高性能无膜乳酸生物燃料电池，属于燃料电池


技术介绍

[0002]酶促生物燃料电池(EBFC)是一类燃料电池，可在生物酶催化下通过生物电化学途径将生物质燃料(糖、醇和有机酸)氧化过程中释放的化学能转化为电能。它是一种高效、特异性强、可持续供应的能源设备，可以在温和的反应条件下工作。因此，它逐渐成为广泛研究的热门话题(Barton等人2004；Escalona
‑
Villalpando等人2019； Gamella等人2018；Huang等人2019；Kai等人2019；Kwon等人2018；Sakai等，2009； Shitanda等，2017a；Shitanda等，2017b；Shitanda等，2019；Sim等，2018)。然而， EBFC的性能受到酶与电极之间缓慢的电子转移速率的限制，导致EBFC的输出功率低，稳定性差和使用寿命短(Kang等人2018)。这些问题的主要原因是氧化酶的活性中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富含缺陷的N
‑
CNTs/CNRs复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将多壁碳纳米管分散于浓H2SO4中，然后在冰水浴的条件下加入KMnO4；S2、将步骤S1得到的混合物加热至55～75℃保持10～30min，淬灭后静置；S3、将步骤S2得到的混合物进行离心，所得产物经冻干得到CNT/O
‑
Gr前体；S4、将所述CNT/O
‑
Gr前体分散于水中，加入尿素后，置于高压釜中进行水热反应，所得产物经干燥得到N
‑
CNTs/CNRs；S5、将所述N
‑
CNTs/CNRs于惰性气氛中进行热退火，即得所述富含缺陷的N
‑
CNTs/CNRs复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述多壁碳纳米管、所述浓H2SO4与所述KMnO4的配比为：1g：20～50mL：3～7g；加入所述KMnO4后于室温下搅拌30min～90min；步骤S2中，采用冰水进行猝灭；于室温下静置12～48h；步骤S4中，所述CNT/O
‑
Gr前体与所述尿素的质量比为1：10～50；加入所述尿素后于超声条件下搅拌10～30min后再进行所述水热反应；所述水热反应的温度为160～200℃，时间为8～12h；步骤S5中，于管式炉中进行所述热退火；所述热退火的温度为1200～1600℃。3.权利要求1或2所述方法制备的富含缺陷的N
‑
CNTs/CNRs复合材料。4.权利要求3所述富含缺陷的N
‑
CNTs/CNRs复合材料作为支撑材料在制备生物阳极、生物阴极和生物燃料电池中的应用。...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宗倩，宁永月，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院军事医学研究院，
类型：发明
国别省市：