Ứng dụng của Biocathod vi khuẩn trong pin nhiên liệu vi sinh vật

Electroanalysis - Tập 18 Số 19-20 - Trang 2009-2015 - 2006
Zhen He1, Largus T. Angenent1
1Department of Energy, Environmental and Chemical Engineering, Washington University in St. Louis, St. Louis,Missouri-63130,USA

Tóm tắt

Tóm tắtBài tổng quan này đề cập đến sự phát triển và tiến bộ thực nghiệm của biocathode trong các pin nhiên liệu vi sinh vật (MFCs). Các MFC truyền thống bao gồm anode sinh học và cathode vô cơ. Cathode vô cơ thường yêu cầu một chất xúc tác hoặc một chất trung gian điện tử để đạt được khả năng chuyển giao điện tử cao, dẫn đến tăng chi phí và giảm tính bền vững trong vận hành. Những bất lợi này có thể được khắc phục bằng cách sử dụng biocathode, nơi vi sinh vật hỗ trợ các phản ứng cathode. Biocathode có thể thực hiện trong các tế bào nửa được điều chỉnh bởi nguồn điện, nhưng rất ít nghiên cứu đã khảo sát chúng trong các MFC hoàn chỉnh. Phân loại biocathode dựa trên chất nhận điện tử cuối có sẵn. Đối với biocathode hiếu khí với oxy là chất nhận điện tử cuối, các chất trung gian điện tử, chẳng hạn như sắt và mangan, được khử trước bởi cathode (bằng phương pháp vô cơ) và sau đó được tái oxi hóa bởi vi khuẩn. Biocathode kỵ khí trực tiếp khử các chất nhận điện tử cuối, chẳng hạn như nitrat và sulfat, bằng cách nhận điện tử từ điện cực cathode thông qua chuyển hóa vi sinh. Biocathode có triển vọng trong MFC, và chúng tôi hy vọng sẽ có những ứng dụng thành công sau một số đột phá.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Katz E., 2003, Handbook of Fuel Cells – Fundamentals, Technology and Applications

Bennetto H. P., 1990, Biotechnol. Edu., 1, 163

10.1021/es060387r

10.1021/es060332p

10.1016/S0361-9230(98)00026-4

Lewis K., 1966, Bacteriol. Rev., 30, 101, 10.1128/br.30.1.101-113.1966

Cohen B., 1931, J. Bacteriol., 21, 18

10.1126/science.137.3530.615

Shukla A. K., 2004, Curr. Sci., 87, 455

10.1002/bit.260250219

10.1007/BF01032279

Roller S. D., 1984, J. Chem. Tech. Biotechnol., 34, 3, 10.1002/jctb.280340103

Delaney G. M., 1984, J. Chem. Tech. Biotechnol., 34, 13, 10.1002/jctb.280340104

10.1073/pnas.77.5.2442

10.1007/BF02779496

10.1002/jctb.280350304

10.1002/jctb.280420307

10.1016/j.tibtech.2004.07.001

10.1021/es040468s

10.1016/j.tibtech.2005.04.008

10.1038/nrmicro1442

10.1016/S0141-0229(01)00478-1

10.1128/AEM.70.9.5373-5382.2004

10.1021/es048927c

10.1128/AEM.69.3.1548-1555.2003

10.1021/es048563o

10.1128/AEM.71.4.2186-2189.2005

10.1038/nature03661

10.1073/pnas.0604517103

10.1016/S0378-7753(97)02477-4

10.1007/s00248-003-0004-4

10.1016/j.copbio.2006.04.006

10.1016/0141-0229(82)90104-1

Palmore G. T. R., 1994, Enzymatic Conversion of Biomass for Fuels Production

Park D. H., 2004, J. Microbiol. Biotechnol., 14, 1120

10.1021/bp050225j

10.1021/es0499344

10.1021/es049422p

Pham T. H., 2004, J. Microbial. Biotechnol., 14, 324

Bard A. J., 2001, Electrochemical Methods – Fundamentals and Applications

Park D. H., 2002, Appl. Microbiol. Biotechnol., 59, 58, 10.1007/s00253-002-0972-1

10.1002/bit.10501

10.1016/j.elecom.2005.09.032

10.1021/es0512071

10.1007/BF00180650

10.1023/A:1025484009367

10.1021/es0502876

10.1021/es060394f

10.1021/es050986i

10.1021/es0525511

10.1128/mr.55.2.259-287.1991

10.1146/annurev.mi.48.100194.001523

10.1128/jb.169.2.489-494.1987

Dickinson W., 1997, Appl. Environ. Microbiol., 63, 2502, 10.1128/aem.63.7.2502-2506.1997

10.1021/es048386r

10.1021/es0480668

10.1016/S1369-703X(98)00006-0

10.1111/j.1574-6976.1994.tb00082.x

10.1002/(SICI)1097-0290(19990405)63:1<79::AID-BIT8>3.0.CO;2-Z

10.1128/AEM.12.1.10-12.1964

10.1021/es001223s

10.1126/science.1066771

10.1016/j.bios.2006.01.033

10.1016/j.elecom.2005.06.006

10.1111/j.1472-4669.2006.00071.x

10.1128/AEM.65.7.2912-2917.1999

10.1111/j.1462-2920.2006.00989.x

10.1016/j.resmic.2004.07.006

10.1021/es050457e

10.1111/j.1462-2920.2004.00593.x

10.1016/j.procbio.2005.03.017

10.1089/ees.2005.22.440

Goldner B. H., 1963, Dev. Ind. Microbiol., 4, 70

10.1007/BF00938942

10.1128/JB.181.8.2403-2410.1999

10.1128/br.41.1.100-180.1977

M. T. Madigan J. M. Martinko J. Parker Brock Biology of Microorganisms Pearson Education Upper Saddle River NJ2002.

M. G. Del Duca J. M. Fuscoe Thermodynamics and Applications of Bioelectrochemical Energy Conversion Systems Office of Advanced Research and Technology NASA Washington DC1964.

G. A. Konesky IEEE Aerospace Conference Big Sky Montana2003.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Electroanalysis

Tập 18 Số 19-20

2009-2015

Thông tin tác giả