硼掺杂零价铁

甲烷产率最高2.18倍

通过稳定细胞色素c界面结合并强化黄素结合活性，硼掺杂零价铁将直接种间电子转移与电子分岔耦合，为厌氧消化微生物建立高效的节能产甲烷路径。

Zhang, Pengshuai · 张景新 · Zhang, Tengyu · 张礼知 · 何义亮

Water Research 2024

参数信息

甲烷产量提升倍数

1.26–2.18

极性溶剂化能

1.509 kJ/mol

节省ATP理论值

0.25–0.5 mol ATP/mol substrate

技术优势

甲烷产量翻倍

添加零价铁后甲烷产量提高1.26至2.18倍，硼掺杂ZVI效果最显著，可直接提升沼气工程产气效率。

电子传递更省力

硼掺杂ZVI将极性溶剂化能从20.473降至1.509 kJ/mol，增强与细胞色素c的界面结合，从而促进电子传递。

激活节能代谢通路

ZVI增强电子分岔酶活性（如HdrA2B2C2-MvhAGD），与DIET耦合实现电子传递和能量保存，理论节省ATP达0.25-0.5 mol/mol底物。

应用场景

• 厌氧消化：直接投加到厌氧消化反应器，促进微生物电子传递，提高沼气产量。
• 沼气工程：作为添加剂提升现有沼气工程的甲烷产出，无需改造设备。
• 导电材料强化微生物电子传递：作为导电材料促进微生物种间电子传递，可替代或优化现有导电介质。