FeCoCrNiMo高熵合金实现了细胞外电子转移，从而增强了二氧化碳生物甲烷化过程

《Energy & Fuels》：FeCoCrNiMo High-Entropy Alloys Enable Extracellular Electron Transfer for Enhanced CO2 Biomethanogenesis

FeCoCrNiMo高熵合金与产甲烷菌结合，通过球形异质结构提升电导率和催化活性，促进氢细菌和电活性菌增殖及conductive pilus基因表达，增强生物膜导电性，均匀分散金属元素降低电阻，使最大甲烷产量提升6.58倍（2.17 mmol/L·d）达90.6%法拉第效率。分隔符：

　　

为了同时促进微生物电还原CO₂为CH₄过程中的直接电子转移（通过电子载体）和间接电子转移（通过氢载体），本文提出了将FeCoCrNiMo高熵合金（HEAs）与产甲烷菌结合使用的方案。实验结果表明，球形HEA异质结构显著提高了材料的电导率和催化活性。FeCoCrNiMo HEAs增强了嗜氢产甲烷菌（如Methanobacterium）和电活性细菌（如Ureibacillus）的数量，并促进了与导电菌毛相关的基因（pilA）的表达，从而增强了电子转移效率。此外，FeCoCrNiMo HEAs还增加了细胞外聚合物中的芳香蛋白和色氨酸含量，提高了生物膜的导电性；同时，五种金属元素的均匀分布降低了生物膜的电阻和电荷传输阻力。因此，FeCoCrNiMo HEAs使甲烷的最大产率提高了6.58倍（达到2.17 mmol L^–1 day^–1），法拉第效率达到了90.6%。本研究证明，FeCoCrNiMo HEAs能够有效提升电子传输效率、生物膜的电活性和稳定性，显示出其作为促进CO₂还原为甲烷的多功能催化剂的巨大潜力。