提到细菌，多数人可能都会联想到那些能致人于死命的可怕病菌，但其实大多数的细菌对人体是无害的。近年来渐渐变得火热的肠道共生菌的研究，使人们进一步认识到了这些微小生物对人类健康的益处。不过你知道吗，细菌对人类还有另一个好处，那就是发电！
有一类细菌，可以氧化水中的有机物，并能够把电子传递到细胞外（传递到电极上），如果能利用这种电子传递过程，也就是把这些电子先转移到阳极再通过外电路转移到阴极上，就可以构成一种可以用来发电的生物燃料电池。这类细菌就叫做产电菌，这种电池，就叫做微生物燃料电池（MFC）。不仅如此，由于这个过程可以降解环境中的有机物，于是也成为处理污水的一种理想手段。这么小的细菌，竟然能够同时肩负起发电工人和环境保洁工人的重任？是的，它们真的可以把污水中的废物，甚至是有毒害的有机物质中蕴藏的化学能，转化为我们无时无刻不需要的电能，同时让我们的环境更加洁净。
当然，任何人才都需要在适合他们的环境下才能够充分发挥才能，产电君，哦，不对，产电菌的工作效率也跟其所处环境息息相关。作为MFC空气阴极的材料就极大地影响着这些细菌工人的“放电”能力。传统上使用的是贵金属铂作为MFC空气阴极催化剂，但是其成本较高且储量有限，并且在长期使用中性能存在明显下降，严重制约了MFC的实际应用。
近年来，一种新型的二维材料石墨烯走上了历史舞台，其中的氮掺杂石墨烯更有利于将电子传递给氧气，具有较好的氧还原反应（ORR）催化性能，事实上已经有报道氮掺杂石墨烯被成功用于MFC阴极催化。但其在技术上还存在一个很大的局限，那就是需要把氮掺杂石墨烯粉体用高分子粘合剂结合到阴极上，这种粘合剂界面具有较大电阻，从而降低了催化层电导率，使整个燃料电池的效率下降。
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