我校青年教师张开博士以第一作者身份，在可再生能源领域国际高水平期刊《Renewable Energy》发表题为Enhancing Methane Production from Coal Anaerobic Digestion via Direct Interspecies Electron Transfer: Electrochemical Characterization and Microbial Responses的学术论文。该期刊为中科院SCI一区TOP期刊，影响因子9.1。
煤生物甲烷化是推动煤炭资源清洁、高效、低碳化利用的重要技术路径。但受煤有机质结构复杂、可利用有机物占比偏低、微生物间电子传递效率有限等因素制约，煤厌氧消化普遍存在启动周期长、甲烷产率不高等现实难题。针对上述技术瓶颈，该研究围绕直接种间电子传递（DIET）强化机制开展探索，为提升煤生物甲烷化效率、厘清其内在微生物作用机理提供了全新研究思路。
研究团队以褐煤为研究对象搭建煤厌氧消化实验体系，选取纳米磁铁矿、碳纳米管、乙醇三种方式开展直接种间电子传递强化试验，系统对比不同强化手段对甲烷产出效果、体系电化学特征以及微生物群落结构的影响规律。
研究结果表明，三种DIET强化策略均可对煤厌氧消化过程起到促进效果，其中乙醇强化体系的甲烷产出综合性能最优。电化学测试结果证实，DIET强化可有效提升体系氧化还原活性与电子传递效率，碳纳米管对电子传递过程的强化效应尤为突出。不同强化手段还可实现对电子传递、产甲烷相关功能微生物的选择性富集，Geobacter、Methanosarcina、Methanothrix等菌种呈现显著响应特征。
研究进一步揭示，纳米磁铁矿、碳纳米管、乙醇可构建差异化的微生物电子传递模式：纳米磁铁矿体系主要依靠Geobacter与Methanothrix、Methanosarcina的协同互作实现电子传递；碳纳米管体系构建起以Geobacter、Clostridium、Methanosarcina为核心的电子传递网络；乙醇强化则催生了类型更为丰富多元的电子传递路径。该成果从产气效能、电化学特征、微生物响应多维度阐明了不同DIET强化策略助推煤生物甲烷化的内在作用机理。
此项成果是我校在可再生能源研究领域取得的又一重要突破，充分彰显我校青年教师扎实的科研功底与创新探索能力，对进一步扩大学科科研影响力具有积极促进作用。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.renene.2026.126049
