随着全球气候变暖和化石燃料耗竭等问题的日益严峻,可替代能源和可再生能源的研究受到越来越多的重视。近年来,一种能直接将化学能转化电能的发电装置——微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC),以其特有的优点,逐渐成为新兴能源领域的研究热点。从MFC的产电机理来看,阳极作为产电微生物附着的载体,不仅影响产电微生物的附着量,同时还影响电子从微生物向阳极的传递,对提高MFC产电性能有至关重要的影响。一直以来,功率问题是影响MFC发展的瓶颈,选择具有潜力的阳极材料对提高MFC的产电能力具有重要的理论意义与应用价值。　　 碳化钼(Mo2C)因其特殊的结构而具有与贵金属相似的性质,对很多反应呈现与贵金属类似的催化性能。已有研究表明,碳化钼对于加氢脱硫的反应、加氢脱氮反应,异构化反应和烃类转化与合成反应有良好的催化活性。因此,碳化钼等碳化物有望成为替代稀有贵金属的新型催化剂。本论文制备出钼及镍钼碳化物,用X-线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积一孔径分析(BET)以及电化学方法,考虑了制备材料的结构及其用作基于肺炎克雷伯氏菌MFC电极材料的性能。　　 以Mo2C作为微生物燃料电池阳极催化剂,考察了其电化学性能,并对其催化机理进行了初步分析。研究表明,碳化钼作为阳极催化剂,可以高效催化氧化MFCs运行条件下的发酵产物如氢气、甲酸、乳酸等,大大提高了微生物燃料电池的电能输出。　　 同时考察了Mo2C作为MFC的阴极催化剂的性能。研究结果表明,Mo2C对氧还原反应(ORR)有显著的催化作用,而且其催化效果随负载量增加而增强；当以肺炎克雷伯氏菌(L17)为产电微生物、2 g/L葡萄糖为燃料,双边催化剂的载量为6.0 mg/cm2 Mo2C时,该MFC的最大输出功率可达1.95 W/m3,为之前报道所对应的Pt阴极材料的Mo2C基MFC最大输出功率的81.5％,Pt为双边催化剂的MFC的56.3％。　　 制备出双金属的碳化物——镍钼碳化物(Ni/β-Mo2C),并用作微生物燃料电池阳极催化剂。研究表明,添加镍的碳化钼与碳化钼相比,其催化活性更高,更加有效地催化氧化一般发酵产物的氧化,而且还能够催化氧化电子穿梭体2,6-DTBBQ的氧化还原反应,加快其电子穿梭的速率。从而大大提高了微生物燃料电池的电能输出。　　 考察了Ni/β-Mo2C作为MFC阴极催化剂的性能。研究结果表明,Ni/β-Mo2C对ORR有显著的催化作用,而且其催化效果随负载量增加而增强；载6.0 mg/cm2Mo2C双边催化剂的MFC产电量相当于载0.5 mg/cm2 Pt催化剂MFC产电量的78.3％。