近日，我校建筑工程学院2024级市政工程专业硕士研究生周兰以第一作者在国际顶级期刊《The Innovation》（影响因子IF：39.5）发表题为《Biophotoelectrochemical systems for solar-driven nitrogen conversion: Interfacial design and redox coupling across the nitrogen cycle》（太阳能驱动氮转化的生物光电化学系统：全氮循环中的界面设计与氧化还原耦合）的长篇综述。我校建筑工程学院张多英教授与北京清华前沿交叉创新研究院边继踊副研究员为通讯作者。
生物光电化学系统通过耦合光敏材料的光能捕获能力与生物催化剂的高选择性，为太阳能驱动氮素转化提供了新的技术路径。该综述围绕生物光电化学系统的构建、氮循环中的应用、挑战及展望展开，将现有体系归纳为光电极–酶、光电极–微生物、纳米颗粒–酶和纳米颗粒–微生物四种典型构型，并梳理不同体系中的直接和间接电子传递机制及优缺。在此基础上，论文突破现有研究主要聚焦还原性氮转化过程的局限，构建了涵盖还原、氧化及其他潜在反应的全氮循环生物光电化学概念框架。系统总结了固氮、反硝化、厌氧氨氧化和异化硝酸盐还原产铵等氮还原过程，以及光生空穴直接氧化、光激活酶促氧化和O2活化介导的间接氧化等氮氧化过程的研究进展与电子传递机制，并进一步探讨硝化、完全氨氧化、直接氨氧化、部分反硝化及肼的定向合成等潜在应用，提出氧化–还原协同调控的发展方向，为绿色氮管理及生物光电氮转化技术的发展提供了新的研究视角。
该项成果系黑龙江大学建筑工程学院张多英教授团队与清华大学刘锐平教授团队围绕微生物氮转化开展科研合作取得的阶段性成果。张多英教授团队长期开展寒区水环境治理及低温低碳污水脱氮研究，刘锐平教授团队在污染控制、界面电子传递及含氮污染物生物处理等领域具有深厚研究基础。双方充分发挥各自在微生物氮转化与界面电子传递等方向的研究优势，依托清华大学科研平台开展相关研究，通过科研资源共享、实验平台协同和研究思路交流，共同推进各项科研工作的开展。
未来，双方团队将以此次合作成果为基础，进一步发挥各自在水环境治理、微生物氮转化和界面电子传递等领域的研究优势，持续深化科研合作加强科研平台和创新资源共享，围绕水污染控制与氮素资源化等前沿方向开展深入研究，推动双方合作取得更多高水平科研成果。（建筑工程学院供稿）
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https://doi.org/10.1016/j.xinn.2026.101545
