2025年9月23日，云南师范大学能源与环境科学学院李建昌教授课题组刘洪周博士在《Chemical Engineering Journal》期刊发表题为“Electric field-mediated regulation of the electrochemical activity of biofilms to enhance extracellular electron transfer at the heterophase interface”（中国科学院top 1区，IF=13.2）的研究论文。
论文针对胞外电子传递（EET）限制生物电化学系统（BESs）能量转化的瓶颈问题，该研究基于MFC-微生物电解池（MEC）生物能源耦合系统，聚焦于阳极生物膜界面，提出通过电场调控生物膜电化学活性的策略，重点探讨了电场对阳极/生物膜/溶液界面EET的调控机制，强调了电场增强EET的关键作用。适度电场可以有效促进EET，通过降低电子传递的重组能和活化能来发挥作用。此外，生物膜的结构特性与其电化学性能密切相关。低电场强度的效果不明显，而高电场强度则会导致生物膜结构过度致密，进而限制EET效率。
因此，电场的调控作用依赖于静电驱动力、生物膜结构和电化学性能的协同平衡。研究结果显示，电场调控表现为非线性特征，系统在0.4 V时表现出最高的输出电流，达0.19 mA，较对照组提升97.9%，并获得的最大功率密度为151.49mW/m⟡，是对照组的2.45倍，同时表现出最优的甲烷合成性能，实现了高效的EET过程，展示了电场促进EET的潜力，为BESs的界面工程提供了协同调控的实践参考。
该研究得到了国家自然科学基金（22469025）和云南省重大科技专项（202302AE090009）的资助。
据悉，刘洪周博士在导师李建昌教授的悉心指导下，在微生物燃料电池研究领域取得系列成果，其成果先后发表在《Renewable Energy》（IF=9.1）《Journal of Power Sources》（IF=7.9）《Applied Energy》（IF=11.0）和《Energy Conversion and Management》（IF=10.9）。上述成果的取得，标志着学院在博士人才培养和微生物燃料电池领域取得重要进展。
（生物质高效炼制与环境工程团队 2023级博士研究生 刘洪周 供稿）
