微生物电解池催化CO2电转化为甲烷:影响因素、电子传递和展望
Microbial electrolytic cell catalyzed electroconversion of CO2 to CH4:Influencing factors,electronic transmission,outlook
王佳懿 1陆雪琴 2甄广印3
作者信息
- 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,上海,200241
- 2. 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,上海,200241;崇明生态研究院,上海,200062
- 3. 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,上海,200241;上海有机固废生物转化工程技术研究中心,上海,200241;上海污染控制与生态安全研究院,上海,200092;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,上海,200062
- 折叠
摘要
化石燃料作为能源供应的主要来源,燃烧导致大量CO2的释放和温室效应,CO2的捕获和再利用越来越受到人们的关注.微生物电解池(MEC)作为一种新的CO2再利用技术,可通过将电活性微生物与电化学刺激相结合,将CO2通过生物电化学作用回收为低碳燃料(如CH4),从而实现CO2固定和能量回收.尽管近年来MEC领域有较多研究,但仍然存在许多问题阻碍了该技术的规模化和产业化.本文梳理了 CO2电化学产甲烷的工作原理、性能影响的关键因素、生物阴极电活性功能微生物及其胞外电子传递机制、电催化耦合技术的最新研究进展,提出了 MEC辅助CO2电甲烷化技术的未来研究需求和挑战.
Abstract
Fossil fuels have been the main source of energy supply,and their combustion leads to the release of a large amount of CO2 and the greenhouse effect.The capture and reuse of CO2 have attracted more and more attention.Microbial electrolysis cell(MEC),a new CO2 reuse technology,can achieve CO2 fixation by combining electroactive microorganisms with electrochemical stimulation to recycle CO2 into low-carbon fuels(such as CH4)through bioelectrochemical action and energy recovery.Although there have many researches in the field of MEC in recent years,there are still many problems which hinder the scale and industrialization of this technology.This paper compares the working principle of CO2-electrochemical methanogenesis,key factors affecting performance,bio-cathode electroactive functional microorganisms and their extracellular electron transfer mechanism,and the latest research progress of electrocatalytic coupling technology.We also presents the future research needs and challenges of MEC CO2-electrochemical methanogenesis technology.
关键词
微生物电解池(MEC)/CO2电甲烷化/阴极材料/电活性功能菌/胞外电子传递机制Key words
Microbial electrolytic cell(MEC)/CO2 bioelectromethanogenesis/cathode material/electroactive functional bacteria/extracellular electron transport mechanism引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金青年科学基金(51808226)
国家自然科学基金青年科学基金(51908217)
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)
上海市扬帆计划项目(19YF1414000)
上海有机固废生物转化工程技术研究中心开放课题(19DZ2254400)
出版年
2024
NETL
NSTL
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