Hexavalent chromium (Cr(VI)) is a carcinogenic pollutant that can be transformed into less toxic trivalent chromium (III). Microbial fuel cells can be used simultaneously to reduce wastewater Cr(VI) and to generate bioelectricity, yet actual cell cathodes are not well-optimized for high performance. Here, we tested the reduction of Cr(VI) using an abiotic cathode made of carbon cloth coated by polypyrrole-coated turf-like manganese dioxide in a two-chamber cell. Results show a 100% Cr(VI) removal within 32 h using an initial catholyte at pH 2 and 50 mg L⁻¹ Cr(VI). The reduction rate of 1.56 mg L⁻³ h⁻¹ is 175% higher than for the bare carbon cloth cathode, of 0.89 mg L⁻³ h⁻¹. The maximum power density of 1429 mW m⁻² was higher than that for the polypyrrole cathode, of 1017 ± 65 mW m⁻², the MnO₂ cathode, of 648 mW m⁻², and the carbon cloth cathode, of 595 mW m⁻². Noteworthy, Cr reduction was efficient without the use of electron transfer mediators such as anthraquinone-2,6-disulfonate. Moreover, polypyrrole allowed an excellent stability of the electrode under acidic conditions.

中文翻译：

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在碳布上使用聚吡咯涂层的MnO 2增强微生物燃料电池中的Cr还原和生物电生产

六价铬（Cr（VI））是一种致癌污染物，可以转化为毒性较小的三价铬（III）。微生物燃料电池可同时用于减少废水中的Cr（VI）并产生生物电，但实际的电池阴极并未针对高性能进行很好的优化。在这里，我们使用由碳纤维制成的非生物阴极测试了六腔室中的六价铬还原，该碳纤维由聚吡咯涂层的草皮状二氧化锰涂层而成。结果显示，使用初始阴极电解液在pH 2和50 mg L ^-1 Cr（VI）下，在32小时内100％Cr（VI）去除。1.56 mg L ^-3  h ^-1的还原率比裸碳布阴极的0.89 mg L ^-3  h ^-1的还原率高175％。1429 mW m ^-2的最大功率密度高于聚吡咯阴极的最大功率密度（1017±65 mW m ^-2），MnO ₂阴极（648 mW m ^-2）和碳布阴极（595 mW m）⁻²。值得注意的是，不使用电子转移介质（如蒽醌-2,6-二磺酸盐）可有效地减少Cr。此外，聚吡咯使电极在酸性条件下具有极好的稳定性。