2026年1月,我校国家卫生健康委员会热带病防治重点实验室夏乾峰团队联合海南大学等单位,在国际权威学术期刊《Renewable and Sustainable Energy Reviews》发表了题为“How to address the anode dilemma and explore future prospects of microbial fuel cells”的研究成果。该论文系统梳理了微生物燃料电池阳极界面的研究进展与发展方向,重新定义了微生物燃料电池的关键问题,为高效、稳定生物电化学界面的构建及相关领域的医工交叉研究提供了理论参考。

微生物燃料电池是一类利用微生物将有机物直接转化为电能的生物电化学系统。论文指出,阳极不仅是电子传递的关键界面,也是微生物黏附、生物膜形成和稳定运行的核心载体,其性能直接影响体系的整体输出。当前,该领域仍面临界面电子传递缓慢、生物膜稳定性不足、传质受限及规模化成本较高等挑战。
研究突出“微生物-材料界面”的作用机制,围绕胞外电子传递、生物膜构建、材料生物相容性及界面调控等关键问题,系统总结了阳极微生物改造、材料优化、原位表征、多尺度模拟及综合评价体系等研究策略,为构建高效、稳定、可规模化的生物电化学界面提供了理论参考。值得关注的是,相关研究思路与生物医学领域中感染微环境调控、生物膜行为解析、医用材料界面设计及生物传感体系构建等方向具有重要交叉意义,可为感染性疾病诊疗相关功能材料开发和医工融合研究提供有益借鉴。
该成果以海南医科大学为第一完成单位,生命科学与医学技术学院刘玮博士为该论文的唯一第一作者,夏乾峰教授、旷代副研究员和海南大学田新龙教授为通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、海南省重大科技专项、海南省研究生创新科研项目等项目资助。
相关链接:Wei Liu,et al.How to address the anode dilemma and explore future prospects of microbial fuel cells, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 231, 2026, 116745, ISSN 1364-0321. https://doi.org/10.1016/j.rser.2026.116745.
通讯员:刘玮
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