近日,，我校化學(xué)化工學(xué)院楊林教授和白正宇教授研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然-可持續(xù)發(fā)展》（Nature Sustainability）上發(fā)表了題為“用工程化微生物電催化劑實(shí)現(xiàn)污水可持續(xù)發(fā)電”（Sustainable power generation from sewage with engineered microorganisms as electrocatalysts）的研究論文,。我?；瘜W(xué)化工學(xué)院博士研究生牛洋娣、生命科學(xué)學(xué)院薛德明老師和物理學(xué)院戴憲起教授為該論文的共同第一作者,，楊林教授和白正宇教授為共同通訊作者,，河南師范大學(xué)作為唯一通訊作者單位，顯示了我校在多學(xué)科協(xié)作實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的研究實(shí)力和學(xué)術(shù)影響力,。

該研究針對(duì)微生物燃料電池（MFCs）陰極催化劑的高效與經(jīng)濟(jì)性挑戰(zhàn),，提出了創(chuàng)新性的解決方案。MFCs的實(shí)際應(yīng)用面臨的主要挑戰(zhàn)是陰極緩慢的氧還原反應(yīng)（ORR）,，解決該問題的關(guān)鍵是發(fā)現(xiàn)新型,、高效、經(jīng)濟(jì)的電催化劑,，替代現(xiàn)有或價(jià)格昂貴,，或合成困難,，或無去除污染物能力的陰極催化劑。為突破這一瓶頸,，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)構(gòu)建了可持續(xù)的陰極生物催化劑：通過基因工程和納米工程協(xié)同改造生物安全的大腸桿菌,，使其展現(xiàn)出優(yōu)異的ORR電催化活性。并成功組裝出高性能MFCs,，實(shí)現(xiàn)了污水中有機(jī)廢物的降解與高效電能輸出,。研究結(jié)果顯示，該催化劑性能優(yōu)異,、環(huán)保且可再生,，避免了工業(yè)上使用的有污染的化學(xué)物質(zhì)和易失活的生物酶。這一發(fā)現(xiàn)不僅為低成本,、可再生的MFCs陰極催化劑設(shè)計(jì)提供了新思路,，也為利用基因工程和化學(xué)工程協(xié)同改造細(xì)菌成為“細(xì)胞工廠” 提供了科學(xué)依據(jù),。該論文受到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和國(guó)家“111”計(jì)劃等項(xiàng)目的資助,。

這項(xiàng)工作是研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來在綠色電源材料領(lǐng)域的持續(xù)探索與深化拓展。此次在《自然-可持續(xù)發(fā)展》上發(fā)表論文,，標(biāo)志著我校在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊上的影響力進(jìn)一步提升,，為化學(xué)學(xué)科及相關(guān)學(xué)科“雙一流”創(chuàng)建注入新的活力。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41893-024-01383-x

DOI：10.1038/s41893-024-01383-x

（化學(xué)化工學(xué)院 牛洋娣 王曼曼 科技處 魏 然）