本网讯（通讯员 刘亮）近日，我校机电工程学院“农林废弃物资源化装备与储能”研究团队在能源领域著名期刊《Renewable and Sustainable Energy Reviews》（中科院1区，影响影子16.3）在线发表了题为《Exploring the Potential of Nanobubble Technology Integration with Natural Polymer κ-Carrageenan-Immobilized Methylosinus trichosporium OB3b: A Review of Methane-to-Methanol Conversion》的综述论文。该论文系统梳理了将温室气体甲烷高效转化为液态燃料甲醇的前沿技术路径与关键挑战，并创新性地提出了耦合细胞固定化与纳米气泡强化传质的综合策略，为甲烷的绿色转化与资源化利用提供了重要的理论依据与技术前瞻。
甲烷是仅次于二氧化碳的第二大人为温室气体，其短期增温效应远超二氧化碳。同时，甲烷也是一种潜在的宝贵碳资源。传统甲烷制甲醇工艺主要依赖能耗高、流程复杂的间接法（如费托合成）。直接催化转化法虽在热力学上可行，却受限于催化剂效率、选择性与稳定性等关键难题。相比之下，利用甲烷氧化菌及其甲烷单加氧酶在温和条件下将甲烷直接转化为甲醇的生物法，具有独特优势。然而，该天然代谢路径中，甲醇仅是中间产物，会迅速被进一步氧化。尽管通过抑制甲醇脱氢酶活性等手段可富集甲醇，但整个生物转化过程仍受限于气体传质效率低、细胞/酶不稳定、反应动力学慢以及产物抑制等核心难题，导致甲醇产率、浓度和工艺稳定性难以满足工业化要求。
该论文系统比较了热催化与生物转化策略，指出铜调节型甲烷氧化细菌Methylosinus trichosporium OB3b因其高活性和可调控性，是最有前景的生物催化剂之一。为进一步提升其性能，论文重点探讨了细胞固定化技术与纳米气泡技术的协同潜力，并提出构建“固定化细胞-纳米气泡”耦合的混合系统。该系统旨在融合固定化细胞所提供的生物催化剂稳定性与纳米气泡技术带来的动力学增强效应，构建一个可规模化、具备负碳性潜能的甲醇生物制造新框架。该综述不仅为高效利用甲烷这一重要温室气体和资源提供了创新技术路径，有助于降低对化石燃料的依赖，也对推动循环碳经济、应对全球气候变化具有积极意义。同时，该综述为后续相关领域的研究与工程化指明了重点方向。
甲烷转化为甲醇的综合途径
创新开发的耦合细胞固定化技术与纳米气泡技术的甲烷生物制造甲醇系统
机电工程学院2023级博士生Muhammad Nauman Zulfiqar为第一作者，“农林废弃物资源化装备与储能”研究团队贺超教授、焦有宙教授为共同通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金（52276182）和河南省高校科技创新团队项目（26IRTSTHN010）资助。
原文链接： https://doi.org/10.1016/j.rser.2026.116777
编辑/黄璞 李培亚 审核/宋晶 签发/陈玺
