近日,，我?；瘜W(xué)化工學(xué)院楊林教授和白正宇教授研究團隊在國際頂尖學(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,。我校化學(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)作實現(xiàn)創(chuàng)新的研究實力和學(xué)術(shù)影響力,。

該研究針對微生物燃料電池（MFCs）陰極催化劑的高效與經(jīng)濟性挑戰(zhàn)，提出了創(chuàng)新性的解決方案,。MFCs的實際應(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)濟的電催化劑,，替代現(xiàn)有或價格昂貴，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,，研究團隊設(shè)計構(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,，實現(xiàn)了污水中有機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)同改造細菌成為“細胞工廠” 提供了科學(xué)依據(jù),。該論文受到了國家自然科學(xué)基金項目和國家“111”計劃等項目的資助,。

這項工作是研究團隊長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)志著我校在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊上的影響力進一步提升,，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）