微生物电解池辅助CO2甲烷化阴极材料的研究进展

作者：郑小梅; 林茹晶; 周文静; 徐泠; 张洪宁; 张昕颖; 谢丽^*

来源：化工进展, 2022, 41(05): 2476-2486.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1161

• 微生物电解池
• 厌氧消化
• 阴极材料
• 二氧化碳
• 甲烷

微生物电解池（microbial electrolysis cell,MEC）产甲烷技术是一种有望成为缓解能源危机与温室效应的重要新型途径。它以外界输入的较小电能为能量来源，以微生物为催化剂，在阳极通过分解有机物形成电子和质子；在阴极产生氢气和甲烷。近年来，MEC在反应器构型、阴极材料设计及电子转移途径、微生物群落结构组成等方面的研究取得了重要进展，寻找高效低价的阴极材料催化剂，实现MEC从概念到应用成为相关领域的研究热点。本文综述了MEC耦合厌氧消化系统产甲烷的工作原理和常见阴极材料的发展现状；分别对碳基阴极、金属基阴极及复合阴极的甲烷产率进行了阐述；系统介绍了不同阴极系统的电子传递方式、电化学特性、生物相容性、微生物群落结构组成等属性；讨论了各类电极的优缺点，并指出了今后的重点研究方向，以期为MEC耦合厌氧消化产甲烷技术的工程应用提供基础。

• 单位
  长江水环境教育部重点实验室; 同济大学; 环境科学与工程学院