微生物电解池CO_2电甲烷化的影响因素及电子中介体角色探究

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收稿日期：2022-11-10 修回日期：2022-12-29 刊出日期：2023-05-31

DOI:10.20078/j.eep.20230105

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摘要：化石燃料燃烧排放的温室气体,导致了全球生态环境恶化与能源危机。因此,探索二氧化碳(CO_2)的转化、再利用和清洁能源生产的新技术迫在眉睫。与传统CO_2转化为高值产物的技术相比,利用微生物电解池(Microbial Electrolys... 展开+

摘要：

化石燃料燃烧排放的温室气体,导致了全球生态环境恶化与能源危机。因此,探索二氧化碳(CO_2)的转化、再利用和清洁能源生产的新技术迫在眉睫。与传统CO_2转化为高值产物的技术相比,利用微生物电解池(Microbial Electrolysis Cell,MEC)将CO_2转化为低碳能源甲烷(CH_4)具有反应条件温和、催化剂可回收利用、产物绿色环保等优点,受到了研究者们的广泛关注。本文综述了CO_2的捕获与高值资源利用的研究现状,并对 MEC-CO_2电甲烷化的主要影响因素(如接种物来源、反应器构型、外加电压、电极材料特性等)展开阐述,简要概述了电子穿梭体,特别是核黄素在MEC-CO_2电甲烷化中扮演的重要角色及其在电产甲烷菌的生物膜成膜过程中的关键作用,点明现阶段MEC-CO_2电甲烷化的技术瓶颈及未来研究的技术突破要点,为MEC-CO_2高效电甲烷化的发展及“双碳计划”的实现提供理论支持。

收起-

作者：

甄广印1,2,3,4.^*
王娜¹
王佳懿¹
陆雪琴^1,5
邱博然¹

作者简介

作者简介：甄广印(1983—),男,河南新乡人,教授,主要研究方向为有机固废生物转化。E-mail:zhenguangyin@163.com

单位

1. 华东师范大学生态与环境科学学院, 上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室
2. 上海有机固废生物转化工程技术研究中心
3. 上海污染控制与生态安全研究院
4. 自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心
5. 崇明生态研究院

关键字

微生物电解池
CO2电甲烷化
影响因素
电子穿梭

基金项目

国家自然科学基金青年科学基金(51808226);上海市“科技创新行动计划” 国际合作项目(21230714000);上海高校特聘教授(东方学者)计划项目(TP2017041);上海有机固废生物转化工程技术研究中心开放课题(19DZ2254400)

引用格式

甄广印, 王娜, 王佳懿, 等. 微生物电解池CO_2电甲烷化的影响因素及电子中介体角色探究[J]. 能源环境保护, 2023, 37(3): 136-143.

ZHEN Guangyin, WANG Na, WANG Jiayi, et al. Main factors influencing the electro-methanation of CO_2 in microbial electrolytic cells and the role of electron intermediates[J]. Energy Environmental Protection, 2023, 37(3): 136-143.

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