掺锰聚甲基丙烯酸酯（PMMA）作为微生物燃料电池的质子交换膜

摘要 迫切需要清洁和经济的能源解决方案，以应对能源短缺和全球变暖的问题。燃料电池，特别是微生物燃料电池（MFCs），为可持续能源生产提供了一个有前景的途径。质子交换膜（PEM）是MFCs中的关键组件，但作为金标准的Nafion的高成本构成了一个重大挑战。在这项开创性的研究中，我们尝试通过从聚甲基丙烯酸酯（PMMA）制作PEM，并结合创新的硫氰酸钾（KSCN）和柠檬酸组合来进行制造。合成的膜的水分吸收能力、离子交换能力及在MFC中的潜在应用得到了研究。对于10% KSCN和7.5%柠檬酸组成物观察到最高显著的水分吸收能力分别高达70%和64%。此外，这些PEM表现出0.024到令人印象深刻的0.69 meq/gm的离子交换能力（IEC），其中7.5%柠檬酸变体展示了最高的IEC（0.69 meq/gm）。具有更好IEC的膜被应用于微生物燃料电池。这导致最大功率密度达到50.03 μw/cm²，强调了这些膜作为成本效益高且环保的替代品在MFC中具有巨大的潜力。