流场对MEC生物阴极CO2还原性能与产物的影响

摘要：

针对微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)CO2还原过程阴极CO2还原速率低的问题,本文通过改变阴极室的流场环境,探究流场对生物阴极启动、运行、产物及功能微生物的影响,阐明MEC生物阴极CO2还原性能、产物转化、微生物群落对流场的响应关系.结果表明,流场不仅增强了生物阴极还原CO2能力(电子消耗量提高了10％,其中CO2产乙酸途径消耗电子量提高了30％),还使生物阴极的CO2还原途径由启动阶段的CO2还原产甲烷转变为运行阶段产乙酸.高通量分析表明,流场改变了生物阴极和阴极液的微生物群落结构,使阴极生物膜的嗜氢型产甲烷菌(Methanobacterium)向嗜乙酸型产甲烷菌(Methanosaeta)主导的群落演变.产乙酸菌群落(Petrimonas、Candidatus_Caldatribacterium)丰度较对照组提高了3.8％,在CO2产乙酸过程中起到重要作用.本研究可为MEC还原CO2产乙酸的定向调控研究提供理论和技术支撑.

关键词：微生物电解池、生物阴极、CO2还原、流场、微生物群落

所属期刊栏目：41

分类号：X38(环境与清洁生产（无污染技术）)

资助基金：国家重点研发计划2019YFD1100304

在线出版日期：2022-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：3816-3823