全球人口、經(jīng)濟和城市化的快速發(fā)展導致了全球能源需求的增加，并造成了更多的空氣和水資源污染。在許多能源中，氫氣(H2)單位重量的能量含量高(142 kJ g-1或61,000 Btu lb-1)成為未來(lái)理想的綠色燃料，過(guò)去從不可再生資源(化石燃料)中制取氫氣對環(huán)境不友好。

因此，亟需探索H2產(chǎn)量更高的清潔技術(shù)，以適應全球碳排放標準的合理期望。

微生物電解池(MECs)由電化學(xué)活性細菌從有機污染物中提取的電子(e-)被轉移到正極(陽(yáng)極)，而質(zhì)子(H+)被釋放到水溶液中。e-遷移到正極并隨后與H+反應產(chǎn)生H2的清潔方法在處理棕櫚油廠(chǎng)廢水(POME)中得到關(guān)注。

然而，這個(gè)過(guò)程必須是外部能量-直流電(DC)或交流電(AC)不斷生產(chǎn)氫氣。由于缺乏可靠的能源供應來(lái)源，MECs隨著(zhù)時(shí)間的推移，其性能不斷惡化，進(jìn)一步的大規模應用受到限制。尋找合適傳統電源的替代方法來(lái)減少輸入能量，同時(shí)由于其可擴展性，具有很大的前景，從而引起國內外研究人員的興趣。

中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究分離材料與技術(shù)研究團隊和馬來(lái)西亞國立大學(xué)合作，在前期研究(Int. J. Hydrogen Energy. 2022, 47, 15464-15479)的基礎上，建立了新型與可再生能源發(fā)電系統，以改善微生物電解池(MEC)處理棕櫚油廠(chǎng)廢水(POME)的效果，解決了MEC技術(shù)能耗問(wèn)題。

為了實(shí)現能源可再生，科研人員將微型水力發(fā)電機(PHP)與單室的MECs結合起來(lái)，提高了系統的電流密度(113 A/m3)和產(chǎn)氫速率(1.16 m3 H2/m3 d)。

同時(shí)，棕櫚油廠(chǎng)廢水(POME)中有機物去除率達到73%，比單室MECs有機物的去除表現出更好的性能。相對高效的H2回收率(r H2=78%)和庫侖效率(CE=57%)證實(shí)了從POME有機物中去除高比例的電子，以產(chǎn)生大于96%純度H2的可能性。MEC滋養了POME廢水降解微生物群體，刺激陽(yáng)極生物膜中電活性微生物的生長(cháng)，促使H2的快速生成。

目前為止，PHP-MEC整體的H2回收率，COD去除率和能源效率均優(yōu)于其他外部可再生能源驅動(dòng)的MECs。它在可持續解決含油廢水方面具有巨大的潛力，為設計有效的生物策略從復雜的工業(yè)廢水中回收能源提供理論基礎和技術(shù)指導。

在《國際氫能雜志》(International Journal of Hydrogen Energy)上發(fā)表了相關(guān)科研成果。研究工作得到了中國科學(xué)院和馬來(lái)西亞國立大學(xué)的支持。