为了满足日益增长的能源需求并减少温室气体对环境带来的影响，大力开发与利用煤层气变得越来越重要。外加电场是一项提高生物甲烷产量和二氧化碳捕获能力的新兴技术，能够有效提高底物降解率，增加甲烷产量。研究显示，不同电极材料和电压对煤制生物甲烷产量有显著影响。优化后的增产条件显示，阳极采用碳毡、阴极采用不锈钢（CS）、电压为1.2 V时，生物甲烷生成效果最佳。

具体而言，每克煤的最大生物甲烷产量达到了96.9 μmol，相较于电压为0 V条件下的38.0 μmol/g，提高了155%。傅里叶红外光谱（FTIR）分析进一步揭示了外加电场对煤结构的影响。在外加电场作用下，残煤中芳香官能团的伸缩振动强度有所减弱，含氧官能团中的醚氧键、羧基和羰基出现了显著降低，而脂肪官能团的特征峰强度则明显低于原煤和电压为0 V条件下的残煤。

傅里叶红外光谱技术为这一研究提供了坚实的数据支持，进一步了解傅里叶红外光谱的应用和特点，可以访问以下资源：傅里叶红外光谱仪的原理及特点 或 红外傅里叶光谱仪在轨光谱定标算法研究。这些分析表明，在外加电场的作用下，生物降解破坏了煤的芳环结构、含氧基团和脂肪组分，为进一步提高煤制生物甲烷产量奠定了基础。