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有读书笔记Enhanced Electricity Production by Use of Reconstituted Artificial Consortia of Estuarine Bacteria Grown as Biofilms

唐唐 添加于 2012-2-29 21:17 | 1764 次阅读 | 0 个评论

  •  作 者

    Zhang J, Zhang E, Scott K, Burgess JG

  •  摘 要

    Microbial fuel cells (MFCs) can convert organic compounds directly into electricity by catalytic oxidation, and although MFCs have attracted considerable interest, there is little information on the electricity-generating potential of artificial bacterial biofilms. We have used acetate-fed MFCs inoculated with sediment, with two-chamber bottles and carbon cloth electrodes to deliver a maximum power output of ?175 mW·m–2 and a stable power output of ?105 mW·m–2. Power production was by direct transfer of electrons to the anode from bacterial consortia growing on the anode, as confirmed by cyclic voltammetry (CV) and scanning electron microscopy (SEM). Twenty different species (74 strains) of bacteria were isolated from the consortium under anaerobic conditions and cultured in the laboratory, of which 34% were found to be exoelectrogens in single-species studies. Exoelectrogenesis by members of the genera Vibrio, Enterobacter, and Citrobacter and by Bacillus stratosphericus was confirmed, by use of culture-...

  •  详细资料

    • 文献种类: Journal Article
    • 期刊名称: Environmental Science & Technology
    • 期刊缩写: Environ. Sci. Technol.
    • 期卷页: 2012年  120221192908002页
    • ISBN: 0013-936X

  • 学科领域 工程技术 » 管理学

  • 相关链接 DOI URL 

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    高空“超级细菌”可成发电新能源
    据美国物理学家组织网近日报道，英国纽卡斯尔大学研究人员最近发现，一些正常情况下存在于地球3万米高空的细菌，可用在微生物燃料电池（MFC）中，作为一种高效发电机。该研究发表在最近出版的美国化学协会杂志《环境科学与技术》上。
     
    该研究由纽卡斯尔大学化学工程与先进材料学院基思·斯科特领导，他们在英国达勒姆郡的威尔 河口分离出75种不同的细菌，测试把每一种作为微生物燃料电池（MFC）时的发电效率，筛选出效率最高的菌群组合。经过精心挑选后的菌群形成了一种新型 “超级”生物膜，使微生物燃料电池的电流输出功率提高了近一倍，从105瓦/立方米达到200瓦/立方米。
     
    其中的关键细菌名为同温层芽孢杆菌，通常情况下，它们以高浓度存在于地球同温层，也会随大 气循环降落到地球上。研究小组从河床上分离出这种细菌，经过设计改造后，其会形成一种人工生物膜。在此前的研究中，生物膜的生长还是不受控制的，但新研究 首次证明了控制生物膜能大大提高燃料电池的电输出功率。
     
    研究人员解释说，微生物发电并不新鲜，一些废水、污水处理厂已在使用这种技术。微生物燃料 电池的工作原理也与此类似，通过生物—催化氧化过程，细菌能将有机混合物直接转变为电流。涂在微生物燃料电池碳电极上作为细菌养料的生物膜或“黏液”，能 产生电子，这些电子通过电极会产生电流。
     
    “我们所做的是人为把各种微生物混合在一起，设计改造它们的生物膜，让它们能更有效地发电。”纽卡斯尔大学海洋生物技术教授格兰特·伯吉斯说，尽管目前的功率还相对较低，但已足够给电灯供电，为那些缺电的地方提供必要的电力。
     
    除了同温层芽孢杆菌，还有另一种来自地球上层大气中的高地细菌——拟杆菌门的新成员。伯吉斯说，研究各种不同的微生物并以这种方式来筛选它们，这还是首次，他们证明了这一技术的未来前景——将来可能有数十亿种微生物能为我们发电。（来源：科技日报 常丽君）
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