① 生物电化学系统促进低阶煤生物降解速率的机理研究
研究低阶煤（褐煤、烟煤、次烟煤等）的生物降解特性、氧化机理和影响因素；设计适用于低阶煤生物甲烷化的生物电化学系统，制作BEAD工艺反应器，完成对低阶煤甲烷化的初试实验；调查低阶煤水解酸化产物的种类与物理化学特性，研究生物电化学系统促进低阶煤水解与酸化速率的机理，探明改善低阶煤生物降解特性的条件。
② 低阶煤水解产物对生物电化学系统的毒性作用与改良策略的研究
研究低阶煤水解产物对产酸菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌与生物电化学系统的毒性作用；调查促进低阶煤水解产物降解的催化剂、电子受体，并研究它们对生物电化学系统的改良作用；研究直接种间电子传递（direct interspecies electron transfer, DIET）反应作用于降解低阶煤水解产物的电子传递机制与改善方法，最大限度减少低阶煤水解产物对生物电化学系统的毒性作用。
③ 生物电化学系统促进低阶煤甲烷化的工作机理与调控机制研究
利用优化条件下的BEAD反应器，研究生物电化学系统作用下低阶煤高效甲烷化的工作机理和调控机制，为此拟对如下内容进行详细研究：氧化还原电位对低阶煤甲烷化的影响；生物电极和DIET反应在低阶煤甲烷化中的电子传递机制；通过调控电压、温度、有机负荷率等运行参数优化低阶煤的甲烷产率，从而构建完善的生物电化学系统促进低阶煤高效甲烷化新型能源工艺基础。
