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微生物燃料电池（microbial fuel cells，简称MFCs）是一种利用微生物降解有机物、同时将产生的化学能转化为电能的装置。MFCs具备污水处理和产电的双重优势，在当前能源危机和环境污染的大背景下具有广阔的发展前景。限制MFCs工业化应用的主要原因是运行成本高、输出功率低。稻壳作为稻谷加工过程的主要副产品，其资源化利用可有效解决资源浪费和环境污染问题。 本文创新地将 MFCs技术与稻壳资源化利用相结合，利用稻壳水解活化后制备的多孔炭材料，采用辊压技术制备了多孔炭-PTFE空气阴极，并考察了其在MFCs中的产电特性，取得了以下主要结果： 首先，研究了采用压片技术制备的超级电容活性炭-PTFE空气阴极在MFCs中的产电特性。重点研究了催化层PTFE的用量对压片法制备5组不同空气阴极（C1~C5）的电化学活性和在MFCs中产电特性的影响。结论如下：1、LSV测试在OCP~-0.7V内，五组空气阴极催化层的输出电流顺序为C4≈C5≈C1>C3>C2。而在0.3~-0.7V内，C4电极的电流响应最强，表明氧化还原反应活性最高。Tafel曲线测试表明，随着催化层中PTFE用量的减少，C1~C4电极的交换电流密度j0随之增大；而随着 PTFE用量的进一步减少，C4~C5电极的 j0随之减小；表明C4电极氧化还原反应活性最强。这一结果与LSV扫描结果一致。2、五组空气阴极在 MFCs中获得的最大功率密度排序如下：C1(274mW/m2，0.89A/m2)C5(380 mW/m2，1.65 A/m2)。本实验表明C4电极催化层—0.5g超级电容活性炭、200μLPTFE为压片法超级电容活性炭-PTFE空气阴极的最优比例。 其次，探究了采用水解和化学活化法制备稻壳基多孔炭、结合辊压法制作多孔炭-PTFE空气阴极，并考察其在MFCs中的产电特性。主要结论如下：1、多孔炭材料的性能表征（SEM、BET、XPS）表明水解酸化产生的水热炭表面较粗糙，内部孔结构较少，比表面积仅为15.9 m2 g-1。活化后的多孔炭无论是表面形貌还是比表面积，均比水热炭有较大改善。KOH活化1h后得到的C/5:1/800/1(KOH)样品比表面积可达1809 m2 g-1，与本实验中作为对比所采用的超级电容活性炭比表面积相当（1839 m2g-1）。多孔炭的孔径分布主要集中在1.24~2.32nm，为微孔结构。2、空气阴极的 LSV和 Tafel曲线测试均表明C/5:1/800/1(KOH)样品制备的 CK1电极具有最好的电化学活性。3、辊压法制备的多孔炭-PTFE空气阴极在MFC中具有较好的产电性能。功率密度排列如下：CU(367.8±7.8mW m-2at1.44 A m-2)> CK1(317.7±0.4mW m-2at1.35 A m-2)>CK2(297.8±12.3mW m-2at1.19 A m-2)> CNa(293.4±28.7mW m-2at1.30A m-2)>CP(83.1±5.0 mW m-2at0.34 A m-2)。结果表明，辊压法制备的三种多孔炭-PTFE空气阴极中C/5:1/800/1(KOH)样品制备的CK1电极获得最高的功率密度，其次为C/5:1/800/2(KOH)样品制备的CK2电极，而C/3:1/800/1(NaOH)制备的CNa电极功率密度最低。稻壳基多孔炭电极产电功率远高于工业常用活性炭制备的电极，与超级电容活性炭制备的电极性能相近，表明这种价廉的生物质用作微生物燃料电池阴极有较好的应用前景。