当前，全球能源危机与环境压力日益凸显，如何实现环境治理与能源回收协同推进，成为科研领域的重要课题。近日，西京学院项目团队取得创新性突破，通过铁锰氧化物与生物炭复合阳极材料的技术革新，成功构建新型MFC-CW（微生物燃料电池-人工湿地）处理系统，实现污水深度净化与绿色能源回收的双重目标，为生态治理与能源可持续发展提供了全新解决方案。
人工湿地（CW）凭借湿生植物与微生物生态系统，具备低成本废水处理与生态修复优势；微生物燃料电池（MFC）则能从有机物中高效提取电能，二者的耦合应用成为环境与能源领域的研究热点。而阳极材料作为系统核心部件，直接决定电子传递效率与产电能力，是技术突破的关键所在。
西京学院项目团队创新性采用铁锰氧化物与生物炭复合体系作为阳极填料，形成优势互补的高性能阳极平台。其中，铁锰氧化物凭借优异的电化学活性，为微生物与电极间的电子转移搭建“高速通道”，大幅提升电子传递效率；生物炭则以其超大比表面积和丰富孔隙结构，既为产电微生物提供“栖息沃土”，又能高效吸附水中污染物，强化净化效果。两种材料的协同作用，让人工湿地的生态净化功能与微生物燃料电池的产电特性得到充分激发。
在实际运行中，该系统展现出“双核驱动”的强大效能。污染物去除方面，系统继承人工湿地植物根系吸收、基质过滤吸附、微生物分解的传统优势，同时借助新型阳极富集的高效功能微生物菌群，结合铁锰氧化物的氧化还原特性，实现难降解污染物的深度降解，显著提升受污染湿地环境的修复效果。能源回收方面，污水中的有机物被阳极微生物分解时释放的电子，通过铁锰氧化物与生物炭构建的高效传导通道流向阴极，形成稳定电流，让净化水体的湿地同步变身持续供电的“微型绿色电站”。
此次创新实验的核心价值，不仅在于成功研发兼具净化与产电功能的MFC-CW系统，更在于为高性能、低成本微生物燃料电池阳极材料的开发提供了新思路与实践范例。铁锰氧化物与生物炭的联用方案，展现出远超传统碳材料的应用潜力。未来，该技术有望在受污染河湖湿地修复、农村分散式污水处理等场景广泛应用，为“净化一片水域，收获一缕电能”的可持续发展愿景提供技术支撑。它证明，解决环境问题的答案，或许就藏在这些巧妙的材料创新与自然的生态智慧之中。（作者：吴倩，张子晗，刘鸿越）
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