摘""""" 要： 甲烷是生態(tài)碳循環(huán)的組成之一，也是僅次于二氧化碳的溫室氣體。消減甲烷的排放備受關(guān)注，對(duì)緩解全球溫室效應(yīng)有重要意義。與費(fèi)托法轉(zhuǎn)化甲烷相比，生物轉(zhuǎn)化甲烷是相對(duì)來說更經(jīng)濟(jì)環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展技術(shù)。甲烷的厭氧氧化（anaerobic oxidation of methane，AOM）是減少全球甲烷排放重要且有效的生物途徑，綜述了AOM的四種類型以及代謝機(jī)制。近年來對(duì)微生物燃料電池（Microbial fuel cell， MFCs）底物的研究現(xiàn)狀，系統(tǒng)綜述基于厭氧甲烷氧化的微生物燃料電池的研究進(jìn)展。指出 AOM-MFC系統(tǒng)仍存在厭氧甲烷菌族不能單獨(dú)分離培養(yǎng)且電活性相對(duì)較弱的問題以及優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和深化研究厭氧甲烷菌族的產(chǎn)電機(jī)理的工作方向，以期達(dá)到利用AOM-MFCs消減全球甲烷排放的目的。

關(guān)" 鍵" 詞：甲烷；微生物燃料電池；底物；生物轉(zhuǎn)化；厭氧甲烷氧化

中圖分類號(hào)：TQ201""" ""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A" """"文章編號(hào)： 1004-0935（2023）08-1175-06

甲烷，大氣中重要的溫室氣體之一，也是生態(tài)碳循環(huán)的組成之一?，F(xiàn)如今，內(nèi)陸濕地是甲烷的重要排放源，其每年向大氣中排放的甲烷約占全球年排放總量的33.3%。全球湖泊甲烷年排放量是自然界甲烷排放總量的10%，且排放量呈逐年增加趨勢(shì)。全球河流甲烷年排放量是自然界甲烷排放總量的2.4%～6.4%。河流甲烷排放對(duì)全球變暖較為敏感：在溫度增加2°C的情景下，河流甲烷排放量將增加８％^[1]。據(jù)估計(jì)全球水庫(kù)甲烷年排放量為 3%～7.4%^[2]，其單位面積甲烷排放量遠(yuǎn)高于其他水生生態(tài)系統(tǒng)?？梢哉f，消減甲烷的釋放濃度，是當(dāng)前研究的重中之重。

海洋沉積物是地球上最大的甲烷儲(chǔ)庫(kù)。AOM是控制海洋沉積層中甲烷通量的重要過程，因而大氣中只有2%^[3-4]的甲烷是來自海洋。由此可見，AOM 是消減全球甲烷排放的重要途徑。微生物燃料電池（MFCs）是一種以微生物介導(dǎo)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的生物電化學(xué)系統(tǒng)。自 1990 年開始，MFCs成為降解有機(jī)物最具創(chuàng)新性和可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ募?/p>

術(shù)^[5]。而甲烷作為高效的碳?xì)浠衔?，最小的有機(jī)物，在2017年就確定了作為潛在的MFCs的底物的可能性^[6-7]。近年來對(duì)AOM與MFCs結(jié)合的研究前景備受關(guān)注^[8]。雖然MFCs對(duì)于氣體底物的研究并不是那么廣泛，但對(duì)甲烷氣體為底物的這類新型MFCs在2018年成功啟動(dòng)并運(yùn)行的案例^[9]。以上這類研究成果是近年來甲烷氧化菌對(duì)MFCs輸出功率和產(chǎn)電機(jī)理。

本文將綜述AOM的類型與產(chǎn)電機(jī)理，并總結(jié)近年來對(duì)MFCs底物的研究現(xiàn)狀，結(jié)合國(guó)內(nèi)外建立AOM-MFCs系統(tǒng)的研究成果，為甲烷驅(qū)動(dòng)新型微生物燃料電池的發(fā)展提供參考和研究新思路。

1 "厭氧甲烷氧化的類型與機(jī)制

AOM的研究從現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)到微生物菌群確定，再?gòu)亩喾N電子受體AOM現(xiàn)象到電子轉(zhuǎn)移機(jī)理探究。至今有關(guān)AOM現(xiàn)象的控制酶和基因依然未能明晰，同時(shí)關(guān)于AOM菌群未能純化。研究表明，AOM類型主要有四類分別是，以硫酸鹽為電子受體的以硫酸鹽依賴型的甲烷厭氧氧化（Sulfate-dependent anaerobic oxidation of methane， S- DAOM），以硝酸鹽/亞硝酸鹽依賴型甲烷厭氧氧化（Nitrate/nitrite- dependents anaerobic oxidation of methane， N-DAOM）及金屬離子依賴型厭氧甲烷氧化（metaliona- dependent anaerobic oxidation of methane， M-DAOM）， 還有其他類型厭氧甲烷氧化。

20世紀(jì)末，Alderin和Koehler等多名研究員們通過分子生物學(xué)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了AOM是由未知生物或涉及未知甲烷氧化劑和硫酸鹽還原細(xì)菌的聯(lián)合體介導(dǎo)的^[8-10]。并且Sivan證明了海洋沉積層中滲漏沉淀物的與硫酸鈉還原物、鐵還原物、AOM和產(chǎn)甲烷有關(guān)菌群共存。而鐵離子代替硫酸鹽作為電子受體的甲烷厭氧氧化反應(yīng)（S-DAOM）更容易在海洋沉積層中發(fā)生，由此可論證鐵的氧化物刺激了S-DAOM反應(yīng)進(jìn)行。隨后的實(shí)驗(yàn)也表明，厭氧甲烷營(yíng)養(yǎng)型古菌（ANME）產(chǎn)生的甲基輔酶M（Mcr）是促進(jìn)厭氧硫酸鹽還原菌（SRB）完全氧化CH₄的關(guān)鍵^[12-13]。隨后，Strous論證了存在的以硝酸鹽或亞硝酸鹽成為電子受體的甲烷厭氧氧化反應(yīng)（N-DAMO）。2006年， Raghoebarsing^[15]成功富集了能夠以亞硝酸鹽為電子受體的甲烷厭氧氧化微生物。并利用分子生物學(xué)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)富集的微生物類型大致分為兩種：屬NC10門的優(yōu)勢(shì)菌以及厭氧亞硝酸鹽型還原菌親緣關(guān)系遠(yuǎn)的甲烷氧化古菌。Bhattacharjee ^[16]等對(duì)湖泊中的N-DAMO研究，提出了在污水處理中利用甲烷厭氧氧化和脫氮作用的可能性。

金屬氧化物，以及金屬離子都可以作為AOM中的電子受體，即M-DAOM。2009年，Beal^[17-18]等對(duì)深海沉積物分析結(jié)果表明，微生物能夠利用鐵錳化合物作為電子受體氧化CH4.一般來說海洋沉積層中含有豐富的金屬資源，這類金屬礦物也可能作為S-DAMO過程硫酸鹽的替代品，從而產(chǎn)生了AOM與硫酸鹽還原反應(yīng)（sulfate reduction， SR）解耦的反應(yīng)環(huán)境。研究表明，雖然在產(chǎn)生M-DAOM的環(huán)境條件中Fe通常比Mn更含量高，但Mn作為電子受體的AOM速率卻遠(yuǎn)高于Fe，其成因與機(jī)理目前尚不明確。MINHANG^[19]等在研究水田中的甲烷厭氧氧化現(xiàn)象的過程中，成功分離提純出了一株甲烷厭氧氧化菌，并證明了、等離子能夠增強(qiáng)其甲烷的厭氧氧化功能。Lu^[20]等在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證了Cr⁶⁺還原與甲烷厭氧氧化的潛在聯(lián)系，再次拓寬了甲烷厭氧氧化及其生物化學(xué)循環(huán)的領(lǐng)域。

關(guān)于其他類型厭氧甲烷氧化，大部分是對(duì)鉻離子、腐殖酸、銻酸鹽的研究。Lu^[20]研究發(fā)現(xiàn)耦合甲烷厭氧氧化與鉻離子的過程中，伴隨著氧化CH₄和還原鉻離子，而鉻離子會(huì)直接影響到反應(yīng)體系中反硝化過程。Tan^[21]通過研究濕地土壤中腐殖酸的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)腐殖質(zhì)可以作為電子受體參與AOM過程。并且Valenzuela^[22]分析了沿海紅樹林沼澤沉積物的厭氧生物活動(dòng)發(fā)現(xiàn)，腐殖酸不但能夠參與AOM過程，還有促進(jìn)的生態(tài)固碳作用。Lai^[23]在生物膜反應(yīng)器中以甲烷為唯一碳源的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，銻酸鹽的還原速率在不斷提高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明銻酸鹽可能在整個(gè)反應(yīng)過程中發(fā)揮電子受體功能，可能是存在參與 AOM 過程的其他電子受體。

對(duì)于厭氧甲烷氧化的機(jī)制，以M-DAOM為例。M-DAOM微生物分為產(chǎn)甲烷古菌和ANME兩類，其氧化甲烷吸附的方法大致有五種。其中，兩種方式主要應(yīng)用于ANME， He^[24]等發(fā)現(xiàn)存在于ANME的氧化甲烷都是需要將甲烷氧化成二氧化碳。不同之處是，一種方式可以獨(dú)立完成M-DAOM反應(yīng)，產(chǎn)生的電子直接傳遞到含金屬的底物上，比如可溶性金屬離子，金屬離子絡(luò)合物，以及固態(tài)金屬氧化物；而第二種方式由ANME和金屬電子還原細(xì)胞（MRM）的耦合共同完成M-DAOM反應(yīng)，將生成的電子直接傳輸給MRM，并將金屬氧化物還原成金屬。M-DAOM的其他三種方式，則是由產(chǎn)甲烷古菌進(jìn)行：產(chǎn)甲烷古菌氧化底物產(chǎn)生的電子。差別在于傳遞電子的方式，Hoehler^[25]認(rèn)為產(chǎn)甲烷古菌將氧化甲烷產(chǎn)生的電子，直接傳輸給金屬離子，金屬離子絡(luò)合物，固體金屬氧化物，再將之還原，也可以傳輸給金屬原子的子穿梭體，然后再將金屬離子及離子絡(luò)合物或固態(tài)金屬氧化物還原，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)甲烷厭氧氧化過程，此外，還發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)甲烷古菌將氧化甲烷產(chǎn)生的電子通過氧化甲烷產(chǎn)生的中間產(chǎn)物被MRM利用，還原金屬氧化物，進(jìn)而進(jìn)行甲烷的厭氧氧化。

2" 微生物燃料電池底物類型

由于底物是影響MFCs系統(tǒng)發(fā)電的重要因素之一，現(xiàn)代研究者們對(duì)MFCs的底物研究從來沒有間斷過?，F(xiàn)如今對(duì)于MFCs的研究主流是保證廢物廢水的能源回收與再利用，更偏向于MFCs系統(tǒng)的產(chǎn)電能力。以下是MFCs研究中常用的有機(jī)碳源底物近年來研究成果的概述。葡萄糖是MFCs研究中常用的底物之一，也是碳水化合物這類純凈物有機(jī)物的代表底物之一。Kim^[26]等首次研究了碳源對(duì)MFCs性能的影響，在研究以變形桿菌為微生物介導(dǎo)的MFCs受到初始碳源種類的影響，在這類MFCs 中葡萄糖引發(fā)的細(xì)胞運(yùn)行時(shí)間比半乳糖更短。Rabaey^[27]等實(shí)驗(yàn)以氰化鐵作為陰極氧化劑的 MFCs，保證葡萄糖供應(yīng)充足的條件下，其最大功率密度為 216 W/m³ 。另一個(gè)單室MFCs實(shí)驗(yàn)中，對(duì)比檢測(cè)12種不同碳基糖為底物的電流^[28]，其中最高功率密度是葡萄糖為原料的MFCs，為2770 mW /m²。甘露糖的功率密度最低約為1 240 mW /m²。庫(kù)侖效率普遍在22% ～ 34%之間，并且COD去除率最高可達(dá)80%。在一種連續(xù)運(yùn)行模式的新型MFCs中^[29]，30 g/L純葡萄糖和200 mmol/L天然紅葡萄酒為底物，釀酒酵母作為活性生物催化劑附著陽(yáng)極上和400 mmol/L的高錳酸鉀作為氧化劑在陰極產(chǎn)生6 447 mA /m²為最大電流，最高功率密度為2 003 mW /m²，庫(kù)侖效率可達(dá)到22%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，木質(zhì)纖維素酸水解產(chǎn)物中的所有單糖都可以用于發(fā)電。

由于啤酒廠的廢水無毒，并且含有大量的糖、淀粉和蛋白質(zhì)組成的有機(jī)物，啤酒廠的廢水一直是研究人員常用的廢水MFCs底物。此外，由于有機(jī)物來源于食物且缺少抑制電活性菌活性的物質(zhì)，啤酒廠的廢水也適用于MFCs中的發(fā)電。以COD為2 240 mg/L 的啤酒廠的廢水為例^[30]，在單室MFCs中運(yùn)行，最高功率密度為205 mW/ m²， COD去除為87%和庫(kù)倫效率卻只有10%，通過加入200 mM磷酸鹽緩沖液（PBS）進(jìn)一步的最高功率密度，增加至528 mW/ m²。在另一項(xiàng)研究中^[31]，廢水COD為2 239 mg /L和50 mm磷酸鹽緩沖溶液（PBS）的最高功率密度為483 mW/m²。此外，F(xiàn)eng^[32]以啤酒廠廢水作為底物，構(gòu)件運(yùn)行的空氣陰極MFCs，最大功率可達(dá)0.669 W/m²，最大產(chǎn)電可達(dá)31.7 W/h，COD去除率65%，庫(kù)倫效率也提高到18%^[33]。Rengasamy和Berchmans^[34]研究了在兩室MFCs中，以7.8 g/L的COD廢水為底物，以乙酰乙酸桿菌和玫瑰葡萄糖桿菌為生物催化劑的發(fā)電實(shí)驗(yàn)，其最高功率密度為3.82 W/m³。Sciarria^[35]等研究了空氣陰極MFCs利用白葡萄酒和紅葡萄酒殘?jiān)l(fā)電。研究表明，白葡萄酒殘?jiān)腃OD去除率和庫(kù)倫效率比紅葡萄酒殘?jiān)摺Ｋ峄氖澄锢鴿B濾液也被認(rèn)為是潛在的資源。用5 000 mg/ L 的COD垃圾滲濾液，最高功率密度約為15.14 W /m³和90%的COD去除率^[36]。在另一項(xiàng)研究中，1 000 mg /L的COD食物垃圾滲濾液產(chǎn)生432 mW/m³功率密度，COD去除率高達(dá)87%^[37]。Habermann 和 Pommer^[38]首次報(bào)道了主要應(yīng)用于COD去除的生物燃料電池，但沒有提及產(chǎn)能效率。Zhang^[39]等報(bào)道了一種上流式空氣陰極MFCs，以滲濾液為底物連續(xù)發(fā)電50 h。Gálvez^[40]等證明在MFCs組中發(fā)電并同時(shí)處理垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的可能性。

3" 基于厭氧甲烷氧化的微生物燃料電池

生物轉(zhuǎn)化甲烷是相對(duì)來說更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的可持續(xù)技術(shù)。與有氧氧化相比，厭氧氧化在將甲烷轉(zhuǎn)化為燃料時(shí)，具有更高的能量和碳產(chǎn)率效率，且二氧化碳排放量更低。Valerie W. C. Soo等^[41]設(shè)計(jì)了古細(xì)菌產(chǎn)甲烷原甲烷八疊球菌（methanogen Methanosarcina acetivorans），使其能依存甲烷中厭氧生長(zhǎng)，將甲烷轉(zhuǎn)化為醋酸鹽。該實(shí)驗(yàn)是從ANME-1菌群的基因組中提取了Mcr的基因，注入M. acetivorans的基因序列中，設(shè)計(jì)出全新的M. acetivorans菌株。該菌株在產(chǎn)甲烷過程中產(chǎn)生了甲烷菌的Mcr。因此該宿主具有產(chǎn)生活性ANME-1 所需的輔助因子和細(xì)胞機(jī)制。實(shí)驗(yàn)中通過在產(chǎn)甲烷宿主中Mcr，能夠?qū)崿F(xiàn)逆產(chǎn)甲烷途徑的其余反應(yīng)。由此證明AOM對(duì)全球甲烷循環(huán)的重要性。Michael J. McAnulty^[42]等通過提取Clostridium acetobutylicum32中產(chǎn)3-hydroxybutyryl-CoA脫氫酶的基因，用以改造產(chǎn)甲烷的M. acetivorans菌株，使其能合成乳酸。將能產(chǎn)生Mcr代謝工程M. acetivorans與G. sulphreducens相結(jié)合，創(chuàng)建以CH₄為底物的MFCs系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中產(chǎn)生明顯的電流，庫(kù)倫效率更是高達(dá)90%。與可以用陰極的溶解氧或溶液中其他電子受體的MFCs系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)在陰極介質(zhì)中缺乏其他合適的電子受體。但由于該系統(tǒng)的高庫(kù)倫效率，為以后甲烷厭氧驅(qū)動(dòng)MFCs的研究也提供了思路。

Jing Ding^[43]等在陽(yáng)極室中構(gòu)建了以甲烷為電子供體、電極為電子受體的MFCs，研究了ANME古菌與其伴菌的去耦作用。這種甲烷驅(qū)動(dòng)的MFCs雖然成功運(yùn)行，但顯示出的發(fā)電能力相對(duì)微弱，在MFCs系統(tǒng)中，DAMO古菌顯著增強(qiáng)，而DAMO伴細(xì)菌卻顯著減少，這說明了ANME古菌與其伴細(xì)菌分離可能存在途徑。Jaewook Myung^[44]等首先將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇，然后在MFC中以甲醇作為底物發(fā)電的實(shí)驗(yàn)步驟，來實(shí)現(xiàn)提高甲烷驅(qū)動(dòng)的MFC的產(chǎn)電功率。為了讓系統(tǒng)生產(chǎn)甲醇，將甲烷通入培養(yǎng)在高磷酸鹽緩沖液的甲烷氧化菌，促使甲烷氧化菌的甲醇積累。產(chǎn)生的富甲醇介質(zhì)是可以直接作為底物提供給MFCs，MFC的產(chǎn)電能力也顯著提高了。楊祖潔^[48]等的研究這類電池長(zhǎng)期運(yùn)行中可以保持最大輸出電壓為 0.6 V，最大電流密度為1 130.2 mA/m²，最大單位面積功率達(dá)到703.89 mW。他們還發(fā)現(xiàn)甲烷驅(qū)動(dòng)的MFCs產(chǎn)電性能受陽(yáng)極材料、ph、面積、電極電勢(shì)的影響。微生物在電極表明形成一層良好的生物膜，膜上的微生物包括各種細(xì)菌和古菌，大部分微生物是電活性微生物。而由古菌和電活性微生物構(gòu)成的互營(yíng)菌群，主要存在于陽(yáng)極液中。

何丹^[45]等也實(shí)驗(yàn)了不同陰極電子受體對(duì)AOM-MFCs產(chǎn)電性能的影響，對(duì)比了4種不同的電子受體：空氣陰極，溶解氧，高錳酸鉀，鐵氰化鉀。其中溶解氧產(chǎn)電量最高，并且啟動(dòng)速度明顯快于其他三種。由于高猛酸鉀會(huì)氧化破壞質(zhì)子交換膜，滲透陽(yáng)極室氧化陽(yáng)極室微生物，因而其產(chǎn)電性相對(duì)較低。陳壯^[46]等微量元素的正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Ni、W和Mo對(duì)AOM-MFCs性能的影響較為顯著，而Co影響較弱。研究人員也證明了AOM微生物產(chǎn)電過程沒有代謝電子穿梭體，以細(xì)胞接觸電極的直接途徑為電子傳遞途徑^[47]。AOM-MFCs的產(chǎn)電性能受到溫度影響。隨著溫度的升高，AOM-MFCs電壓在周期內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間縮短。但是過高或者過低的溫度均不利于AOM-MFCs性能，AOM-MFCs運(yùn)行的最佳溫度為30 ℃。

4" 結(jié) 論

綜上所述，目前對(duì)甲烷驅(qū)動(dòng)的MFCs研究重心主要在于提高產(chǎn)電效率，摸索不同類型陽(yáng)極材料、pH、電極面積、電極電勢(shì)等以及研制電極催化材料。由于AOM的厭氧甲烷菌族可以作為MFCs的生化介質(zhì)微生物，但是不能單獨(dú)分離培養(yǎng)且電活性相對(duì)較弱的問題，增加了對(duì)甲烷驅(qū)動(dòng)的MFCs研究的難度。

現(xiàn)階段關(guān)于AOM-MFCs實(shí)驗(yàn)研究的陰極材料主要以鐵氰化鉀為主，雖然對(duì)比了陽(yáng)極電極的產(chǎn)電性能，但對(duì)于AOM-MFCs的陰極氧化劑的研究并沒有更多的拓展。研究表明，可以作為電子受體的生物陰極氧化劑種類多樣，除了單物質(zhì)純凈物，也可以是混合物，甚至是成分更加復(fù)雜的廢氣廢水。并且現(xiàn)階段對(duì)AOM-MFCs實(shí)驗(yàn)器具大部分都是以傳統(tǒng)雙室MFCs系統(tǒng)為主，少部分是單室空氣陰極MFCs系統(tǒng)。對(duì)于MFCs電池構(gòu)造改進(jìn)可以更加深入，以達(dá)到增加其產(chǎn)電性能，縮短開啟時(shí)間的目的。有關(guān)MFCs有機(jī)碳氮源為底物的研究對(duì)比發(fā)現(xiàn)，相比于較純凈的簡(jiǎn)單有機(jī)底物，成分相對(duì)復(fù)雜的低毒有機(jī)廢水的產(chǎn)電效率普遍較低。這個(gè)特點(diǎn)也反應(yīng)在部分研究AOM-MFC實(shí)驗(yàn)的研究成果，雖然系統(tǒng)成功運(yùn)行，但其發(fā)電能力相對(duì)微弱，甚至未能發(fā)揮AOM-MFCs的高庫(kù)倫效率的優(yōu)勢(shì)。

除了以上兩點(diǎn)外，由于單種純甲烷厭氧氧化菌生長(zhǎng)條件十分嚴(yán)格且培養(yǎng)周期長(zhǎng)，難以分離出可供研究的甲烷厭氧菌，國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的微生物大部分還是以采集消化池污泥通過長(zhǎng)期產(chǎn)電馴化，得到富集產(chǎn)電性能較好的優(yōu)勢(shì)菌。國(guó)外研究的AOM微生物也是通過基因技術(shù)，改造工程菌，得到目標(biāo)微生物用以研究。但這增加了整體的實(shí)驗(yàn)成本，也加大了實(shí)驗(yàn)難度，AOM-MFCs電池開啟時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)，拉長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)過程。為此對(duì)于AOM的微生物菌產(chǎn)電機(jī)理研究還要繼續(xù)深化，以求縮減培養(yǎng)甲烷厭氧菌的成本。

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Research Progress of Microbial Fuel Cells

Based on Anaerobic Methane Oxidation

QIN Miao

（School of Municipal and Environmental Engineering， Shenyang Jianzhu University， Shenyang Liaoning 110168， China）

Abstract：" As the second most potent greenhouse gas after carbon dioxide， methane is a component of the carbon cycle in the environment. As part of the effort to mitigate the global greenhouse effect， reducing methane emissions is crucial. Biological methane conversion is comparatively more cost-effective and environmentally friendly than Fischer-Tropsch methane conversion for sustainable development. The anaerobic oxidation of methane （AOM） is an important and effective biological pathway for reducing global methane emissions. In this article， four types of AOM and their respective metabolic mechanisms were introduced， and recent research on microbial fuel cells （MFCs） was summarized. The research progress of microbial fuel cells based on anaerobic methane oxidation was systematically reviewed. It was pointed out that there were still some problems in the AOM-MFC system， such as anaerobic methanogens could not be isolated and cultured separately and their electrical activity was relatively weak; it was also necessary to optimize the system structure and deepen the research on the mechanism of anaerobic methanogens， so as to achieve the purpose of reducing global methane emissions by using AOM-MFCs.

Key words： "Anaerobic methane oxidation; Microbial fuel cell; Substrates; Bioconversion; Methane