研究深部高温环境下煤厌氧发酵产甲烷是扩大煤层气生物工程应用范畴的重要环节,而如何提升高温煤厌氧发酵效果和二氧化碳减排的潜力是该环节的关键。微生物电解池被证实在强化有机物厌氧降解方面潜力巨大。55 ℃为嗜热型产甲烷菌的最适温度,在此温度下微生物电解池对煤厌氧发酵产甲烷的影响尚不明确。为此以中国平顶山地区的贫瘦煤为底物,在55 ℃下构建常规厌氧发酵系统(AD)和微生物电解池厌氧发酵系统(MEC-AD),通过对生物气产量、关键液相产物变化、无机离子变化、溶解性有机质以及微生物群落结构等的测试和分析,系统探讨了微生物电解池在高温环境中对煤厌氧发酵的强化机制。结果显示MEC-AD系统延长了煤厌氧发酵的周期,同时显著提高了生物甲烷的产量,相较于AD系统提高了45.3%。MEC与AD的耦合显著提高了水解、产酸菌群中Tepidanaerobacter、Acetomicrobium和Clostridium_sensu_stricto_1的相对丰度,增强了其活性,从而提高了对煤的降解能力,为后续的厌氧发酵积蓄了更充足的营养物质。从代谢功能方面来说,MEC-AD通过促进糖酵解过程、丙酸和丁酸的氧化来提高煤厌氧发酵系统的水解和产酸能力。另外,MEC-AD系统氢营养型产甲烷的效率的提高是通过催化乙酸氧化的速率来实现的。这一认识为煤层气生物工程在深部应用效果的提升及潜力的发挥提供了理论依据,推动深部煤层气产业化进程。