Simultaneous electricity generation and wastewater treatment in a photocatalytic fuel cell integrating electro-Fenton process
Simultaneous electricity generation and wastewater treatment in a photocatalytic fuel cell integrating electro-Fenton process
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集成电芬顿工艺的光催化燃料电池同时发电和废水处理
DOI：
10.1016/j.jpowsour.2019.03.033
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发表时间：
2019-05
影响因子：
9.2
通讯作者：
Zheng Dayang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xu Peng;Xu Hao;Zheng Dayang
以WO 3/W光阳极和Fe@Fe2O3/碳毡阴极为基础，构建了一种集成电芬顿过程的新型光催化燃料电池系统。与单独的曝气和电Fenton相比，该集成系统具有更好的有机物去除效果。研究发现，光照强度和电解质浓度的增加都能提高膜的性能，但pH值过低或过高都会对膜的性能产生负面影响。当甲基蓝浓度为20 mg/L时，获得最大短路电流密度0.59 mA/cm 2和最大输出功率0.34 mW/cm 2。此外，各种指标，如填充因子，库仑效率，阴极H2 O2效率进行了分析。提出了合理的工作原理，表明集成系统的性能是通过更好的电子/空穴分离和增强的自由基反应来增强的。因此，该复合系统是同时进行废水处理和能量产生的优秀候选者。
A novel photocatalytic fuel cell system integrating electro-Fenton process comprised of WO3/W photoanode and Fe@Fe2O3/carbon felt cathode is constructed in an undivided chamber for pollutants degradation with simultaneous electricity production. Compared with single photocatalysis and electro-Fenton, the integration system achieves better organics removal efficiency. It is found that the increase of light intensity and electrolyte concentration could improve the performance, but too low or high pH value have a negative impact. The highest short circuit current density 0.59 mA/cm2and maximum power output 0.34 mW/cm2is obtained using 20 mg/L of methyl blue. Moreover, various indicators such as fill factor, coulombic efficiency, and cathodic H2O2efficiency are analyzed. Furthermore, a reasonable working principle is proposed, indicating that the integration system performance is strengthened by better electron/hole separation and enhanced radical reactions. Therefore, the composite system is an excellent candidate for simultaneous wastewater treatment and energy generation.
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