功能材料研究所（FML）三年级研究生李雪撰写的论文 “Application of nano-scale transition metal carbides as accelerants in anaerobic digestion”于2017年11月13日在国际权威英文SCI期刊《International Journal of Hydrogen Energy》上在线出版。李雪同学2015年从我校资源循环科学与工程专业考入我校FML，指导教师为云斯宁教授。

众所周知，畜禽粪便带来的环境污染是二十一世纪面临的主要挑战之一。厌氧消化（AD）是把生物质废弃物转化为生物质能源的最有效的技术之一，是解决这一问题的关键所在。在厌氧发酵过程中加入添加剂或促进剂，能有效的改善厌氧发酵的环境：如改善生物菌种的营养环境、提高产气率、提高有机质的生物降解率、缩短厌氧发酵周期、改善沼渣沼液的稳定性、提高肥料化利用的肥效等。此外，大量的研究表明：在厌氧发酵中添加微量金属元素，能够大幅度提高厌氧发酵反应器的发酵性能。

由于过渡金属化合物（TMCs）具有与贵金属Pt相似的电子结构，表现出类Pt的性能，因而被广泛应用于太阳能电池、燃料电子、超级电容器、生物传感器、制氢、储能、污染控制等新能源领域。这些看似不同的研究领域，对于这种典型的TMCs功能材料，其实蕴含着相同的物理化学起源。基于这种考虑，课题组设计了纳米尺度的碳化物（HfC，SiC，TiC和WC），作为促进剂应用于生物厌氧发酵。研究结果显示：HfC、SiC、TiC和WC可以有效的提高厌氧发酵的性能。HfC、SiC、TiC和WC的累积产气量分别为482，499，463和497mL/g TS。COD去除率分别为58.62%，78.90%，76.87%和78.18%。与对照组（294 mL/g TS，46.99%）相比，35天的发酵周期，累积产气量提高了63.9%、69.7%、57.4%和69.0%；COD去除率提高了24.7%、67.9%、63.6%和66.4%。进一步研究结果显示：发酵后沼渣的N、P、K营养元素总含量接近于有机肥的值，意味着添加碳化物的沼渣有望实现高附加值的肥料化利用。

过渡金属碳化物在厌氧发酵中应用效果示意图

这是首次将过渡金属碳化物作为促进剂应用于厌氧发酵领域的报道。这项工作通过添加TMCs碳化物显著改善厌氧发酵环境、提高底物利用率、提高沼渣沼液的稳定性等，有望将沼渣沼液作为潜在的NPK复合肥使用，实现废弃物的肥料化综合利用，为过渡金属化合物在生物发酵领域应用提供了新的思路。

在云斯宁导师的悉心指导下，李雪同学认真精细地完成了整个论文的实验内容、数据采集、后期的手稿制备以及修改与润色工作。撰写的论文在短时间内被具有国际影响力的著名期刊发表，为研究所内其他研究生开展创新性研究和发表高水平论文树立了榜样。

国际期刊《International Journal of Hydrogen Energy》收录于Elsevier数据库中，《International Journal of Hydrogen Energy》在中科院SCI分区中属于小区一区，大区二区。2017年6月14日美国科学情报研究机构汤森路透《SCI期刊分析报告》(Thomson Reuters 2016 Journal Citation Reports)最新公布的《International Journal of Hydrogen Energy》刊物影响因子为3.647，期刊5年影响因子为3.582。

期刊链接:

https://www.journals.elsevier.com/international-journal-of-hydrogen-energy/

论文链接:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319917344725

为铌基化合物在厌氧发酵和太阳能电池双功能应用的细节，

参见最近课题组的论文：

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775316316330