Page 15 - 《精细化工》2020年第9期

第 37 卷第 9 期 精 细 化 工 Vol.37, No.9
202 0 年 9 月 FINE CHEMICALS Sept. 2020

综论
微生物燃料电池中阳极产电菌的研究进展

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刘远峰 ，张秀玲 ，张其春 ，李从举
（1. 北京市工业典型污染物资源化处理重点实验室，北京科技大学 能源与环境工程学院，北京 100083；
2. 香港城市大学 材料科学与工程学院，香港 999077）
摘要：微生物燃料电池（MFCs）是一种生物电化学混合系统，利用微生物的氧化代谢作用将有机物或者无机物
中的能量转化为电能，具有节能、减少污泥生成及能量转换的突出优势，已引起广泛关注。其中，产电微生物
是 MFCs 系统的核心组成部分，筛选及培养高效产电微生物对促进 MFCs 的产电性能具有重要作用。对产电微
生物电子传递机制、产电微生物种类以及影响微生物产电的因素进行分析总结；综述了阳极产电微生物的最新
研究进展；最后，从微生物角度展望了阳极产电微生物未来的研究方向，以期为产电微生物在 MFCs 中的应用
提供指导和支持。
关键词：微生物燃料电池；产电微生物；电子传递机制；氧化代谢；筛选
中图分类号：TM911.45 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 09-1729-09

Research progress of anode electrogenic microorganisms in microbial fuel cells

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LIU Yuanfeng , ZHANG Xiuling , ZHANG Qichun , LI Congju
（ 1. Beijing Key Laboratory of Resource-oriented Treatment of Industrial Pollutants, School of Energy and
Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. School of Material
Science and Engineering, City University of Hong Kong, Hongkong 999077, China）
Abstract: Microbial fuel cells (MFCs) are a type of biological electrochemical hybrid system, which utilize
the oxidative metabolism of microorganisms to convert the energy from organic or inorganic compounds
into electricity. MFCs have attracted considerable attention due to their saving energy, reducing sludge
generation and energy conversion. Electrogenic microorganisms are the core components of MFCs system
because screening and cultivation of high-efficiency electrogenic microorganisms plays an important role in
promoting the electricity-producing performance of MFCs. The electron transfer mechanism and types of
electrogenic microorganisms as well as the factors affecting electrogenic microorganisms are summarized.
Finally, the latest research progress of the electrogenic microorganisms in anode is reviewed. Additionally,
the future research is prospected from the perspective of anode electrogenic microorganisms to provide
guidance and support for the application of electrogenic microorganisms in MFCs.
Key words: microbial fuel cells; electrogenic microorganisms; electron transfer mechanism; oxidative
metabolism; screening

随着全球能源危机的加剧，可持续发展战略面 解有机底物来发电的生物电化学系统，具有处理有
[1]
临巨大挑战，开发一种绿色能源技术具有重要的社 机物和产生电能的双重优点，近年来备受关注 。
会意义。微生物燃料电池（Microbial fuel cells, 简 微生物从有机物中提取化学能，然后以电子和质子
[2]
称 MFCs）是一种利用微生物在代谢过程中氧化降 的形式转化为电能，维持完整的酶代谢途径 （图

收稿日期：2020-01-02; 定用日期：2020-05-06; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200001
基金项目：国家自然科学基金项目(51973015、51503005、21274006 )；北京市科技北京百名领军人才工程（Z161100004916168）；北
京市自然科学基金项目（2202029）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（06500100）
作者简介：刘远峰（1990—），男，博士生。联系人：张秀玲（1989—），女，博士后，E-mail：zxl3705@sina.com；李从举（1972—），
男，教授，博士生导师，E-mail：congjuli@126.com。