【期刊】特邀综述：微生物电解池制氢研究进展 | 化学物理学报
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2005075
微生物电解池制氢研究进展
向利娟，戴玲，郭可鑫，温珍海，次素琴*，李景虹*
研究背景
化石燃料作为不可再生能源，在地球储量有限，其大规模使用带来不可逆转的环境问题，因此开发清洁高效的替代能源迫在眉睫。氢气具有很高的能源密度，而且燃烧时不会产生污染气体，是当前最具前景替代化石能源的可再生新能源。当今工业重整制氢的成本高，仍依赖化石燃料资源，而且产生大量CO2。因此开发低能耗无污染的制氢技术是当前工业发展面临的一重大挑战。微生物电解池应用于制氢，近年来备受关注，但这项技术在提高产率和实现大规模应用方面仍然面临挑战。
综述简介
微生物制氢电解池 (MECs)是一项可以同时实现低能耗产氢和废水处理的新兴技术，该技术在施加一定电压下，利用微生物为催化剂将废水中的有机污染物降解，并实现在阴极产氢，整个过程环境友好，为发展清洁能源开辟了一条新的途径。但是这项技术在提高制氢速率，降低能源消耗和系统成本方面还面临着很多挑战。
本综述首先阐述了微生物制氢电解技术（MECs）的发展历史、工作基本原理以及析氢反应机理。针对目前MECs研究领域存在的关键科学问题，综述近些年来微生物制氢电解池研究进展：1）概述了近年来常用作MECs的阳极和阴极材料，并阐述各种阳极微生物底物对MECs性能的影响；2）综述了MECs析氢催化剂的研究进展，特别总结了近年来非铂基过渡金属化合物（氮化物、磷化物、碳化物或合金）以及微生物阴极催化剂的开发历史和最新进展；3）总结了各种运行参数（温度、溶液pH值、施加电压、微生物种源等）对MECs性能的影响规律。论文最后论述了了MECs研究领域以及商业化应用存在的关键挑战，包括如何降低成本、提高能效和产氢速率等，并对该领域的未来研究进行了展望。
DOI:10.1063/1674-0068/cjcp2005075
（图文/温珍海）
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