化石燃料的持续减少、全球温室效应的加剧，以及工业废水的排放促进了可持续能源技术的发展。微生物燃料电池（MFC）可用于废水处理，通过电活性微生物生物电催化反应产生生物电，通过级联的氧化还原反应将有机底物的化学能转化为电能。然而，水解速率和产物转化效率低，微生物代谢困难，限制了MFC对固体废物的有效利用。
卡塔尔大学Gunda研究团队在工程技术领域期刊Journal of Water Process Engineering在线发表了题为“Impact of electric potential and magnetic fields on power generation in microbial fuel cells treating food waste leachate”的文章，采用施加100~500 mV外部电压和20~220 mT静磁场的方法，探究其对MFC发电和生物电化学处理餐厨垃圾渗滤液（FWL）的性能影响。研究发现，随MFC循环次数增加，对照组FWL中发电量从48 mV增加至139 mV，COD浓度从2.63 g/L下降至1.85 g/L；外部施加100 mV电压下，发电量从72 mV增加值185 mV，COD浓度从2.35 g/L下降至1.46 g/L；在20 mT静磁场下，发电量从66 mV增加值183 mV，COD浓度从2.41 g/L下降至1.52 g/L。外部施加电压和静磁场可有效去除COD，强化MFC阳极上的电活性生物膜活性。在500 mV外部电压下，MFC中电流密度从对照组的180 mA/m2上升至470 mA/m2。20、120和220 mT下最大稳定电流分别增加至260、378和462 mA/m2。当外部施加电压为100、300和500 mV时，MFC中发电量从对照组的224 mW/m2增加至493、762和824 mW/m2；当静磁场强度为20、120和220 mT时，MFC中发电量分别增加至480、730和811 mW/m2，发电量显著增加。外部施加500 mV电压下，与处理石油废物相比，处理FWL，MFC的功率密度提高6.1倍。但电压进一步增加时，功率密度下降，外部电压超过一定值会破坏微生物的疏水性，限制细菌生长。在静磁场作用下，MFC中由于细菌细胞壁蛋白/酶与末端e之间的电子转移增强，细胞内阻降低，在一定程度上改变了阳极生物膜的性能。对照组中，阳极上细菌存活率为55%，而随着外部电压及静磁场的施加，细菌活力增加至61%和64%。对照组中阳极生物量浓度为12.1 mg/g，而120 mT和500 mV下，生物量浓度达15.5 mg/g和16.5 mg/g。外部电压和静磁场可有效提高MFC处理有机废物的细菌活性及生物量浓度。电磁场技术的应用为微生物燃料电池的开发与利用提供了新的思路。参考文献：
https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101841
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