近期，课题组题为“Amino acids as in-situ electron donors drive medium chain fatty acids production from sludge acidogenic fermentation liquid by electro-fermentation enhancement”的文章被《Chemical Engineering Journal》（IF：15.1）杂志接受。

从有机废弃物中生产中链脂肪酸（MCFAs）是近年来的前沿研究领域，由于中链脂肪酸具有广泛的应用领域，而且附加值高，易于分离等特点，因此该领域受到越来越多研究者的关注。但是利用碳链延长技术实现MCFAs的合成通常需要补充大量的外源化学电子供体，这极大提高了该工艺成本。

城市污泥作为一类典型的城市有机废弃物，在厌氧发酵过程中，污泥水解液中通常含有较高浓度的氨基酸。本研究探讨了利用发酵液中的氨基酸作为微生物电合成系统（MES）中电合成微生物电子供体的可行性，并提出了一种阳极产酸发酵和阴极碳链延长的两阶段电发酵工艺，以实现无外源电子供体条件下MCFAs的高效生产。结果发现剩余污泥水解液经阳极产酸发酵后，发酵液中乙酸和丁酸积累为主要产物，并残留了部分未酸化的蛋白质和氨基酸。经开路和0.9 V电压下阴极碳链延长发酵后，发现这部分残留的氨基酸可以进一步被消耗，并驱动乙酸、丁酸向己酸的转化，且电压对该过程具有强化作用。同时，氨基酸和有机酸的纯底物实验也验证了氨基酸作为原位电子供体的可行性，微生物群落结构和功能预测等分析揭示了该过程主要由阴极液中的有机物降解微生物和生物膜上的碳链延长微生物协同完成。最终，两阶段电发酵强化工艺实现了17.9%的 MCFAs碳转化效率，且MCFAs产物选择性达到52.2%，电极和原位还原物质分别为MCFA的生产提供了25.5%和74.5%的电子。

    本研究发现了污泥水解液中原位还原物质在MES系统中生产MCFAs的价值，并提出了一种新的技术方案，缓解在碳链延长过程中对外源化学电子供体的依赖。该论文由吴平同学在刘和老师的指导下完成，并得到了国家自然科学基金和江苏省水处理技术与材料协同创新中心项目的支持。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146537