腐殖酸导电介质

充电储能递电子

这种腐殖酸介质能像生物电池一样从电极可逆储能，再平稳地把电子递给微生物，绕开固态电极直接供电子时的传质瓶颈。

Yaya, Sun · Fangzhi, Jiang · 张学东 · Tabassum, Salma · 刘宏波

Chemical Engineering Journal 2026

参数信息

赝电容储能

140.7 F/g

电极-微生物界面Tafel斜率

0.31 V/dec

生物可利用电子增加

336.9 %

厌氧消化产甲烷提升

106.1 %

光催化CO₂还原乙酸产率提升

389.1 %

技术优势

像电池一样储电

腐殖酸通过可逆法拉第反应在电极充电时获得140.7 F/g的赝电容储能，将电能储存在电活性官能团中。

电子递送更顺畅

充电后的腐殖酸接近微生物界面并与细胞电子传递链耦合，将电极-微生物界面Tafel斜率降至0.31 V/dec。

电子利用率大增

递送给微生物的生物可利用电子增加336.9%，意味着有更多电子可用于目标还原反应。

厌氧产甲烷提升

在腐殖酸放电驱动下，厌氧消化产甲烷提高106.1%。

应用场景

• 微生物电合成：作为可循环充放电的电子穿梭介质，替代或辅助固态电极，降低界面阻力。
• 厌氧消化强化：添加后通过放电驱动厌氧消化，提升甲烷产量106.1%。
• 生物产甲烷：提高生物可利用电子供给，从而增强产甲烷过程。
• 光催化CO₂还原：为电子依赖的光催化CO₂还原提供更多电子，使乙酸产率提高389.1%。