Sản xuất Hydrô do Sinh học Kích thích Đẩy Mạnh Tốc Độ/Hiệu Quả Cao trong Quá Trình Điện Tổng Hợp Acetate từ Carbon Dioxide

ChemElectroChem - Tập 3 Số 4 - Trang 581-591 - 2016
Ludovic Jourdin1,2,3, Yang Lü1,2, Victoria Flexer1,4, Jürg Keller1, Stefano Freguia1,2
1Advanced Water Management Centre University of Queensland, Gehrmann building, level 4 4072 Brisbane, QLD Australia
2Centre for Microbial Electrochemical Systems University of Queensland, Gehrmann building, level 4 4072 Brisbane, QLD Australia
3Sub-department of Environmental Technology Wageningen University Axis-Z, Bornse Weilanden 9 6708 WG Wageningen Netherlands
4Centro de Investigaciones y Transferencia-Jujuy-Conicet Av. Bolivia 1239 San Salvador de Jujuy 4600 Argentina

Tóm tắt

Tóm tắt

Các con đường chuyển electron xảy ra trong các điện cực sinh học vẫn còn chưa được biết đến. Chúng tôi chứng minh rằng tốc độ sản xuất acetate cao trong quá trình điện tổng hợp vi sinh vật chủ yếu là do dòng electron từ điện cực đến carbon dioxide, diễn ra thông qua hydrô do sinh học, với (99±1) % lượng electron được hồi phục thành acetate. Tuy nhiên, việc sản xuất acetate chỉ xảy ra trong biofilm. Các vi sinh vật sản xuất acetate, có thể là Acetoanaerobium, cho thấy khả năng đáng kinh ngạc trong việc tiêu thụ một dòng H2 lớn trước khi nó có thể thoát ra khỏi biofilm. Với việc không để lãng phí gas H2, nó cho phép tốc độ sản xuất cao hơn và giảm thiểu các rào cản kỹ thuật so với các công nghệ phụ thuộc vào quá trình chuyển khối lượng H2 tới các vi sinh vật lơ lửng trong dung dịch nước. Nghiên cứu này gợi ý rằng việc sửa đổi bề mặt điện cực của vi khuẩn (có thể thông qua quá trình tổng hợp các hạt nano Cu) có vai trò trực tiếp trong việc nâng cao đáng kể sản xuất hydrogene.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1038/nrmicro2422

10.1039/C4CC10121A

10.1039/B912904A

10.1016/j.copbio.2013.02.012

10.1128/mBio.00103-10

10.1021/acs.est.5b03821

P. Batlle-Vilanova S. Puig R. Gonzalez-Olmos M. D. Balaguer J. Colprim J. Chem. Technol. Biotechnol. DOI:10.1002/jctb.4657.

10.1016/j.ijhydene.2014.05.038

10.1371/journal.pone.0109935

10.1039/C4TA03101F

10.1039/C2EE23350A

10.4014/jmb.1304.04039

10.1021/es400341b

10.1128/AEM.02401-12

10.1128/AEM.02642-10

10.1016/j.bioelechem.2014.12.001

10.1021/es506149d

10.3389/fmicb.2015.00468

10.1039/C5FD00041F

10.1016/j.biortech.2015.05.081

10.1039/B703627M

10.1016/j.biortech.2010.06.096

10.1111/j.1758-2229.2010.00211.x

10.1016/j.biortech.2010.07.008

10.1039/C5EE03088A

10.1002/bit.10490

10.1021/es062611i

10.1016/j.ijhydene.2005.12.006

10.1016/j.bioelechem.2009.05.005

10.1021/es071720

10.1099/00207713-35-1-10

10.1099/00207713-39-3-319

10.2323/jgam.59.261

10.1038/ismej.2013.40

10.1021/es4053939

10.1007/s10529-005-7654-x

10.1073/pnas.1103697108

Deppenmeier U., 2008, Life Close to the Thermodynamic Limit: How Methanogenic Archaea Conserve Energy, 123

10.1016/j.tibtech.2013.11.001

10.1002/bit.22908

10.1016/j.watres.2013.07.033

10.1002/bit.260430908

10.1002/bit.260450312

10.1371/journal.pone.0005628

10.1149/1.1838036

10.1016/j.solidstatesciences.2011.03.005

10.1002/chem.201406615

10.1039/c3ta01194a

10.1016/j.ijhydene.2011.03.076

10.1007/s11814-014-0127-y

10.1039/C2NR32887A

10.1007/s10529-013-1239-x

10.1166/jnn.2008.095

10.1371/journal.pone.0087968

Shantkriti S., 2014, Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci., 3, 374

10.1128/mBio.00496-15

10.1016/j.ijhydene.2012.11.031

10.1016/j.jpowsour.2010.03.061

10.1002/bit.10097

Manz W., 1993, Appl. Environ. Microbiol., 59, 2293, 10.1128/aem.59.7.2293-2298.1993

10.1038/ismej.2009.153

10.1093/bioinformatics/btu170

10.1186/1471-2105-13-31

10.1006/geno.1997.4995

10.1038/nmeth.f.303

10.1093/bioinformatics/btq461

10.1038/ismej.2011.139

10.1038/ismej.2011.82

Thông tin
Thông tin xuất bản

ChemElectroChem

Tập 3 Số 4

581-591

Thông tin tác giả