环境的严重污染，化石能源的短缺推动污水处理技术向可持续化 和资源化的方向 发展 。微生物电化学系统（ Bio-lectrochemical systems BESs）恰好符合 需求 BESs既能有效处理污水，同时消耗的能源少，还能产生生物电能，是一种
低能耗、绿色环保的污水处理技术。尽管近年来 BESs技术发展迅速，但目前 BESs仍停留在实验室规模的研究。产电能力不足、构造成本高等技术瓶颈限制了 BESs的实际放大规模应用。其中电极材料作为 BESs的核心组成部件，对 BESs产电性能、污染物去除效果和构造成本有很大的影响。因此，寻找低成本可扩展应用的电极材料对于推进 BESs的放大应用至关重要。
       碳基材料由于其化学性 质稳定、生物相容性好等优 点 被广泛用作 BESs电极，然而，碳基材料的导电性能较差、机械强度弱 、 价格较高， 且 碳基材料放大使用困难 这些因素 限制了碳基材料在 BESs实际工程放大中的应用。不锈钢材料具有低成本、机械强度高、导电性优异的特点，是 BESs电极的良好替代材料。然而，不锈钢的生物相容性较差，导致 其 产电能力不足，因此需要对其进行修饰处理以提高产电性能。而当前的修饰方法均 存在成本较高、难以规模化应用的问题。在本课题研究中，根据不锈钢网的生产工艺开发设计了两种节约成本且能扩展应用的修饰方法，成功实现了对 不锈钢材料的覆碳修饰，大幅提升了不锈钢材料的产电性能。
         针对不锈钢丝拉丝工艺，创新性提出以石墨乳作润滑剂，通过拉丝模具将石墨碳材料涂覆在不锈钢上，实现对不锈钢的原位覆碳修饰。 原位拉丝覆碳修饰后的不锈钢（ Graphite modified stainless steel GM-SS 覆载 在 GM-SS表面的石墨颗粒大大增强了不锈钢电极的生物相容性，在合成废水中培养获得的 最大 电流密度 可达 1.761±0.231 mA·cm-2，相比修饰前提升了 20倍。该方法的修饰成本仅有0.254-0.691 ¥·m-2，是报道 的不锈钢 阳极改性研究中成本最低的， 并且该方法是原位覆碳修饰，后续 GM-SS材料 可被加工制造成各种构型满足放大应用的需求GM-SS是一种 可扩展 应用 的电极材料 。
       针对含油的不锈钢勾花网，在其织网成型后，勾花网上残留大量的润滑油，将其作有机质进行无添加剂热解覆碳修饰。 热解 覆碳修饰的不锈钢勾花网（Pyrolytic carbon coating stainless steel mesh C-SSM 表面上产生 了 一层薄的无定形碳和石墨碳等纳米颗粒物 增强了 C-SSM的生物相容性 C-SSM上 富集定殖了更多的 产电菌 。且热 解处理 破坏 了 C-SSM表面的钝化层 促进了 电极与产电菌间的 电 子传递，显著 提高了 材料的 产电性能 C-SSM电极平均电流密度可达 2.849±0.707 mA·cm-2，相比修饰前 提升约 50倍 。 含油不锈钢勾花网 热解覆碳修饰成本只有 13.828 ¥·m-2，相比 现有 的热解覆碳修饰方法，在获得相同水平的产电性能前提下，修饰成本降低了近 10倍。 制备的 低成本、高 产电性能的 C-SSM材料，对于电极的放大十分有应用前景。
       本课题研发的GM-SS和 C-SSM材料， 具有产电性能好、成本低、耐腐蚀性优异的特性， 今后 可 探究 GM-SS和 C-SSM材料经济性组合 使用 ，以 低成本的GM-SS作外层 填充 高性能的 C-SSM材料 构建出成本低、电化学性能优异的不锈钢复合电极，推进 BESs的实际放大应用 。