微生物电合成系统还原二氧化碳产甲烷的电势依赖性

二氧化碳（CO2）资源化利用是近年来的一个研究热点，利用生物电化学系统还原CO2生产能源物质是一种新兴技术. 在微生物电合成系统（MES）中利用混合微生物富集阴极功能微生物，评估阴极电势对其还原CO2产甲烷的影响. 当阴极电势从-0.70 V降低到-0.90 V vs Ag/AgCl时，MES产甲烷的量和速率都在增加，最大的产甲烷量和速率分别达到了0.265 mol/m2和0.025 mmol/h. 与此同时，MES的电流密度从0.002 A/m2增加到0.18 A/m2，阴极产甲烷的库伦效率在49%和90%之间. 当阴极电势更负时，MES阴极几乎不产甲烷. 扫描电镜分析（SEM）表明，有多种不同形态的微生物吸附在阴极碳毡上，它们的形态主要呈杆状和球状. 16S rDNA测序分析表明Methanobacterium是MES阴极生物膜上优势的产甲烷菌. 本研究表明，微生物电合成系统还原CO2产甲烷的阴极电势必须控制在适当的范围内，才能高效地还原CO2产甲烷. （图8 表1 参36