利用碳纳米材料碳纳米管碳纳米纤维石墨烯等修饰阳极材料，红宝石电容近几年受到广泛关注

红宝石电容微生物-燃料电池微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells, MFC)能利用产电微生物来催化不同的电化学反应，直接将生物质能转化为电能。由于MFC在去除有机污染物的同时产生电能，是一种清洁可持续能源，被认为是极具前景的生物质能技术，因此近几年受到研究者的广泛关注，微生物燃料电池的工作原理示意图。从MFC的构成来看，阳极是产电微生物附着的载体，不仅影响着产电微生物的附着量，还影响电子从微生物向阳极的传递，红宝石电容阳极材料对MFC性能的提高有着至关重要的影响。研究人员从提高电子在产电微生物和阳极材料之间的传递速率、使产电微生物能更容易、更多地附着于阳极材料等方面着手，对阳极材料的表面进行相关修饰，使其作为微生物燃料电池阳极具有良好的性能。红宝石电容利用碳纳米材料（碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯等）修饰阳极材料以使MFC的产电性能得到提高，其主要原因是经碳纳米材料修饰后能促进电子的转移速率和产电微生物的稳定附着。石墨烯是二维碳纳米材料，一般研究将其作为MFC阴极催化剂载体，石墨烯作为催化剂时，其催化活性较差，研究中多将其作为催化剂载体。华南理工大学的Zhang等以石墨烯作为双室MFC阴极催化剂时，仅得到118mW/m2的输出功率，以四磺基铁酞氰负载于石墨烯作为催化剂时，得到817mW/m2的输出功率，与Pt/C-MFC相当。Li同时将Fe-N掺杂进石墨烯，对应MFC功率密度为Pt/C的2.1倍，采用微观爆炸法制备高含氮量(N/C=12.5%)的氮掺杂石墨烯，红宝石电容应用于MFC阴极催化剂，得到了与Pt/C阴极MFC相当的输出功率，此方法制备氮掺杂石墨烯成本为2.5美元/克，大大低于Pt的327.7美元/克，具备替代优势。