多孔氮氧化钨纳米线：有效集成微生物燃料电池和超级电容器的新型阳极材料

随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，新型能源的转换利用与存储成为目前科学研究的热点问题。多种高效的能源转换装置和能源存储装置被设计并得到应用。其中，微生物燃料电池是一种可以通过微生物将小分子有机物的化学能转化成电能的绿色能源转换装置。超级电容器是一种有效的电能储存装置，有着较高的输出功率，快速充放电能力，和十分优异的循环稳定性。两种装置的有效集成将对新型能源的开发利用有着重大的意义。

近日，中山大学卢锡洪副教授在柔性碳纤维纺织布上制备了一种多孔氮氧化钨纳米线阵列。这种新型的氮氧化钨纳米线可以作为高性能超级电容器的阳极材料，电极的最高体积电容高达4.95 F cm^-3，10万次循环充放电后，电容保持率仍有93%。基于这种氮氧化钨纳米线阳极设计的非对称超级电容器的能量储存密度达到1.27 mWh cm^-3。此外这种氧化钨纳米线还是一种非常好的微生物燃料电池的阳极材料，基于这种氮氧化钨纳米线阳极组装的单室大肠杆菌型微生物电池最大输出功率为7.1 mW cm^-3。鉴于这种新型的氮氧化钨纳米线可以同时作为非对称超级电容器和微生物燃料电池的阳极材料，他们还创新性地设计出以氮氧化钨纳米线为桥梁的超级电容器-微生物燃料电池集成装置，实现了新型能源的转换-存储一体化。

这一研究成果发表于著名材料期刊《Adv. Mater.》上。

Http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201500493/full