微生物燃料电池（MFCs）是一种新兴技术，可以在微生物的帮助下降解污染物并同时发电。然而，它们在实际应用中仍面临关键挑战，包括阴极缺乏高效且具有成本效益的催化剂。
河南师范大学白正宇教授和杨林教授，在《Nature Sustainability》发表题为Sustainable power generation from sewage with engineered microorganisms as electrocatalysts的研究论文。
研究团队利用可持续的阴极生物催化剂构建高性能的MFC，可以实现快速处理污水并具有竞争力的电力输出。
该催化剂设计基于大肠杆菌细胞，通过耦合基因和纳米工程，表现出优异的氧还原反应活性（电流密度为3.32 mA cm²，起始电位为0.63 V），并加速污水污泥中有机物的净化。
值得注意的是，在100小时内，葡萄糖消耗量达到了高达19.4 mM的水平，最大功率密度为334 μW cm²。
MFC装置示意图、发电能力评估和含葡萄糖污水处理能力。
通过表征和理论计算表明，促成化学作用的是细胞内膜间细胞色素c中铁中心的独特构型。此项研究不仅为电催化剂的合理设计开辟了新途径，而且还表明了使用MFCs解决环境问题的可行性。
文献信息：Niu, Y., Xue, D., Dai, X. et al. Sustainable power generation from sewage with engineered microorganisms as electrocatalysts. Nat Sustain (2024). https://doi.org/10.1038/s41893-024-01383-x
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