Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Микробный электросинтез (MES) - это форма микробного электрокатализа, при которой электроны передаются живым микроорганизмам через катод в электрохимической ячейке с помощью электрического тока . Затем электроны используются микроорганизмами для восстановления двуокиси углерода с получением промышленно значимых продуктов. В идеале электрический ток должен производиться из возобновляемых источников энергии. [1] Этот процесс противоположен тому, который используется в микробном топливном элементе , в котором микроорганизмы переносят электроны от окисления соединений к аноду для генерации электрического тока.

Сравнение с микробными электролизерами [ править ]

Микробный электросинтез (MES) связан с микробными электролизными ячейками (MEC). Оба используют взаимодействие микроорганизмов с катодом для уменьшения химических соединений. В MEC источник электроэнергии используется для увеличения электрического потенциала, создаваемого микроорганизмами, потребляющими такой источник химической энергии, как уксусная кислота . Комбинированный потенциал, обеспечиваемый источником энергии и микроорганизмами, достаточен для восстановления ионов водорода до молекулярного водорода . [2] Механизм MES не совсем понятен, но потенциальные продукты включают спирты и органические кислоты. [3] MES можно комбинировать с MEC в одном реакционном сосуде, где субстрат, потребляемый микроорганизмами, обеспечивает потенциал напряжения, который снижается по мере старения микробов. [4] «МЧС привлекает все большее внимание, поскольку обещает использовать возобновляемую (электрическую) энергию и биогенное сырье для экономики, основанной на биологии». [5]

Приложения [ править ]

Микробный электросинтез может использоваться для производства топлива из диоксида углерода с использованием электроэнергии, вырабатываемой либо традиционными электростанциями, либо производством возобновляемой электроэнергии. Его также можно использовать для производства специальных химикатов, таких как прекурсоры лекарств, с помощью микробиологического электрокатализа . [6]

Микробный электросинтез также может быть использован для «энергии» растений. После этого растения можно выращивать без солнечного света. [7] [8] [9]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Nevin KP, Woodard TL, Franks AE, Summers ZM, Lovley DR (май 2010 г.). «Микробный электросинтез: питание микробов электричеством для преобразования углекислого газа и воды в поликарбонатные внеклеточные органические соединения» . mBio . 1 (2). DOI : 10,1128 / mBio.00103-10 . PMC  2921159 . PMID  20714445 .
  2. ^ "Микробиологическая ячейка электролиза - превращение бактерий в водородные машины" . Научный блог . 13 ноября 2007 г.
  3. ^ Moscoviz R, траблы Е, Бернет Н, Каррер Н (2018-07-16). «Экологический биоочистительный завод: новейшие разработки в области производства водорода и биомолекул с добавленной стоимостью при ферментации смешанных культур». Зеленая химия . 20 (14): 3159–3179. DOI : 10.1039 / C8GC00572A .
  4. ^ Тянь JH, Лакруа R, Десмонд-Ле Quéméner Е, бюро С, Midoux С, Бушез Т (16 апреля 2019). «Увеличение масштаба микробной электролизной ячейки, интегрирующей микробный электросинтез: понимание, проблемы и перспективы» . bioRxiv . DOI : 10.1101 / 609909 .
  5. ^ Schmitz S, S Nies, Wierckx Н, Бланк Л.М., Розенбаум М.А. (2015). «Инженерная электроактивность на основе медиатора в облигатной аэробной бактерии Pseudomonas putida KT2440» . Границы микробиологии . 6 : 284. DOI : 10,3389 / fmicb.2015.00284 . PMC 4392322 . PMID 25914687 .  
  6. ^ Rabaey K, Rozendal RA (октябрь 2010). «Микробный электросинтез - новый путь развития микробного производства». Обзоры природы. Микробиология . 8 (10): 706–16. DOI : 10.1038 / nrmicro2422 . PMID 20844557 . 
  7. ^ Стрик DP (29 мая 2017). «Премия Open Mind за революционную идею» . Вагенингенский университет и исследования .
  8. ^ «Идея Дэвида Стрика о« темном фотосинтезе », получившая награду Open Mind Award» . NWO .
  9. ^ Sikkema A (29 ноября 2016). «Производство продуктов питания без солнечного света» . Ресурс . Вагенингенский университет и исследования.