IntroductionThe microbial biofilms

Introduction
The microbial biofilms that spontaneously develop on the surface of metallic materials immersed in aerated seawater play an
essential role in their corrosion (Mollica, 1992). It has been known
for some decades that such biofilms can catalyse the reaction of
oxygen reduction on the material surface and thus drastically
enhance the cathodic branch of corrosion processes, particularly on
stainless steels. The precise mechanism of O2-reduction catalysis
has not yet been fully deciphered, although several different
pathways have been investigated with some success (Landoulsi
et al., 2008; Erable et al., 2012).
On the other hand, the same type of seawater biofilms can
efficiently catalyse oxygen reduction in fuel cells. Microbial biocathodes formed in aerated seawater have been successfully
implemented as cathodes of microbial fuel cells (MFCs) (Bergel
et al., 2005). MFCs are an appealing technology that can transform directly into electricity the chemical energy contained in a
large variety of low cost organic compounds (Pant et al., 2010).
Impressive proofs of concept have been reported for several years
with small cells (Liu et al., 2008; Pocaznoi et al., 2012) but the
objective to scale up to large size applications is still challenging.
The electrolytes used in MFCs have low ionic conductivity, generally less than 2 S m
1 (Logan and Rabaey, 2012; Pocaznoi et al.,
2012; Rousseau et al., 2013). For comparison, conventional electrolytes that are used in commercial, abiotic electrochemical reactors have conductivities of several tens of S m
1 (e.g. KOH 33% by
mass used for water electrolysis has a conductivity of 60 S m
1). In
the case of microbial electrochemical systems, it is not possible to
increase the conductivity of the electrolytes to any great extent
because many microorganisms are sensitive to osmotic pressure
and consequently do not accept high salt concentrations. (Lefebvre
et al., 2012) have shown that the power produced by an MFC increases for up to NaCl concentrations of 20 g L
1, but a further rise
of NaCl to 40 g L
1 results in a decrease of 50% in power output
because of degradation of the bioanode kinetics. Hence, most MFCs
have been developed with electrolytes with low conductivities
(except in the particular case of benthic MFCs) and the resulting
high internal cell resistance of the cell is a major drawback in MFC
development.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แนะนำไบโอฟิล์มที่จุลินทรีย์ที่พัฒนาบนผิวของวัสดุโลหะที่แช่อยู่ในน้ำทะเลมวลเบาเล่นได้ทันทีบทบาทสำคัญในการกัดกร่อน (Mollica, 1992) เป็นที่รู้จักสำหรับทศวรรษบาง ไบโอดังกล่าวที่ฟิล์มที่สามารถกระตุ้นปฏิกิริยาของลดออกซิเจนบนผิววัสดุและอย่างรวดเร็วเพิ่มสาขาหนึ่งของกระบวนการการกัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเหล็กสแตนเลส กลไกที่แม่นยำของการเร่งปฏิกิริยาลด O2มีไม่ได้แล้วเต็มอลเลาะห์ แม้ว่าหลายแตกต่างกันได้รับการตรวจสอบเส้นทางกับความสำเร็จบาง (Landoulsiet al. 2008 Erable et al. 2012)บนมืออื่น ๆ ไบโอฟิล์มที่ทะเลชนิดเดียวที่สามารถอย่างมีประสิทธิภาพกระตุ้นการลดออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิง Biocathodes จุลินทรีย์ที่เกิดขึ้นในทะเลมวลเบาได้รับเรียบร้อยแล้วใช้เป็น cathodes ของจุลินทรีย์เซลล์เชื้อเพลิง (เดอร์ (Bergelet al. 2005) เดอร์เป็นเทคโนโลยีน่าสนใจที่สามารถเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าโดยตรงพลังงานเคมีที่อยู่ใน การความหลากหลายของสารประกอบอินทรีย์ต้นทุนต่ำ (กางเกง et al. 2010)หลักฐานที่น่าประทับใจของแนวคิดที่ได้รับรายงานหลายปีมีเซลล์ขนาดเล็ก (Liu et al. 2008 Pocaznoi ร้อยเอ็ด 2012) แต่วัตถุประสงค์ในการปรับการใช้งานขนาดใหญ่จะยังคงท้าทายอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ในเดอร์มีการนำไอออนต่ำ โดยทั่วไปน้อยกว่า 2 S m 1 (Logan และ Rabaey, 2012 Pocaznoi et al.,2012 Rousseau et al. 2013) สำหรับการเปรียบเทียบ อิเล็กทั่วไปที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ abiotic เตาปฏิกรณ์ไฟฟ้ามีค่าหลายสิบ S m 1 (เช่นเกาะ 33% โดยมวลที่ใช้น้ำกระแสไฟฟ้ามีการนำของ 60 S m 1) ในกรณีของระบบเคมีจุลินทรีย์ มันไม่สามารถเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ใด ๆ ขอบเขตดีเนื่องจากจุลินทรีย์จำนวนมากมีความไวต่อแรงดันออสโมติกและจึง ไม่ยอมรับความเข้มข้นเกลือสูง (Lefebvreet al. 2012) ได้แสดงให้เห็นว่า พลังงานที่ผลิต โดย MFC เพิ่มถึงความเข้มข้นของ NaCl 20 กรัม L 1 แต่เพิ่มขึ้นอีกของ NaCl 40 กรัม L 1 ผลการลด 50% กำลังการเนื่องจากการลดน้ำหนัก bioanode ดังนั้น เดอร์มากที่สุดได้รับการพัฒนา ด้วยอิเล็กโทรไลต์มีค่าต่ำ(ยกเว้นในกรณีของเดอร์ธรรมชาติ) และการส่งผลความต้านทานสูงภายในเซลล์ของเซลล์เป็นอุปสรรคสำคัญใน MFCการพัฒนา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทนำ
ไบโอฟิล์มจุลินทรีย์ธรรมชาติที่พัฒนาบนพื้นผิวของวัสดุโลหะแช่อยู่ในน้ำทะเลมวลเบาเล่น
บทบาทสำคัญในการกัดกร่อนของพวกเขา (Mollica, 1992) มันได้รับการรู้จักกัน
สำหรับบางทศวรรษที่ผ่านมาว่าแผ่นชีวะดังกล่าวสามารถกระตุ้นปฏิกิริยาของ
การลดออกซิเจนบนพื้นผิววัสดุและทำให้อย่างมาก
เพิ่มความ cathodic สาขาของกระบวนการการกัดกร่อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน
เหล็กสแตนเลส กลไกที่แม่นยำของ O2 ลดปฏิกิริยา
ยังไม่ได้รับการแปลอย่างเต็มที่แม้จะแตกต่างกันหลาย
อย่างทุลักทุเลได้รับการตรวจสอบกับความสำเร็จ (Landoulsi
et al, 2008;.. Erable et al, 2012).
บนมืออื่น ๆ , ประเภทเดียวกัน ไบโอฟิล์มน้ำทะเลสามารถ
ได้อย่างมีประสิทธิภาพกระตุ้นการลดออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิง biocathodes จุลินทรีย์ก่อตัวขึ้นในทะเลมวลเบาได้รับการประสบความสำเร็จใน
การดำเนินการเป็นแคโทดของเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ (MFCs) (Bergel
et al., 2005) MFCs เป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจที่สามารถแปลงเป็นไฟฟ้าโดยตรงพลังงานเคมีที่มีอยู่ใน
ความหลากหลายของสารประกอบอินทรีย์ต้นทุนต่ำ (กางเกง et al., 2010).
หลักฐานอันน่าประทับใจของแนวความคิดที่ได้รับรายงานมานานหลายปี
กับเซลล์ขนาดเล็ก (Liu et al, . 2008. Pocaznoi et al, 2012) แต่
. มีวัตถุประสงค์ที่จะไต่ขึ้นมาเพื่อการใช้งานขนาดใหญ่ยังคงมีความท้าทาย
อิเล็กที่ใช้ในการ MFCs มีการนำไอออนิกต่ำโดยทั่วไปน้อยกว่า 2 S M 1 (โลแกนและ Rabaey, 2012; Pocaznoi, et al.,
2012; รูสโซ et al, 2013). สำหรับการเปรียบเทียบอิเล็กโทรไลธรรมดาที่ใช้ในเชิงพาณิชย์เครื่องปฏิกรณ์ไฟฟ้า abiotic มีการนำหลายสิบ S M? 1 (เช่น KOH 33% โดย
มวลที่ใช้สำหรับกระแสไฟฟ้าน้ำมีการนำ 60 S เมตร? 1) ใน
กรณีของระบบไฟฟ้าของจุลินทรีย์ที่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะ
เพิ่มการนำของอิเล็กโทรไลในการในระดับที่ดีใด ๆ
เพราะจุลินทรีย์จำนวนมากมีความไวต่อแรงดัน
และจึงไม่ยอมรับความเข้มข้นของเกลือสูง (บวรี
et al., 2012) แสดงให้เห็นว่าอำนาจในการผลิตโดยการเพิ่มขึ้นของเอ็มเอฟได้ถึงโซเดียมคลอไรด์ความเข้มข้น 20 กรัม L? 1 แต่เพิ่มขึ้นต่อไป
ของโซเดียมคลอไรด์ถึง 40 กรัม L? 1 ผลการลดลง 50% ใน การส่งออกพลังงาน
เนื่องจากการเสื่อมสภาพของจลนพลศาสตร์ bioanode ดังนั้น MFCs ส่วนใหญ่
ได้รับการพัฒนาด้วยอิเล็กโทรไลกับการนำต่ำ
(ยกเว้นในกรณีเฉพาะของหน้าดิน MFCs) และส่งผลให้
มีความต้านทานสูงภายในเซลล์ของเซลล์เป็นอุปสรรคสำคัญในการ MFC
พัฒนา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แนะนำจุลินทรีย์ไบโอฟิล์ม ที่ได้พัฒนาบนพื้นผิวของวัสดุโลหะที่แช่ในน้ำทะเลเล่นเติมอากาศบทบาทสำคัญในการกัดกร่อนของพวกเขา ( มอลลิค่า , 1992 ) มันได้ถูกรู้จักสำหรับทศวรรษที่ผ่านมาว่าไบโอฟิล์มสามารถเร่งปฏิกิริยาของการลดออกซิเจนบนพื้นผิววัสดุและดังนั้น อย่างมากเพิ่มสาขาเหล็กของกระบวนการการกัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสแตนเลสเหล็ก กลไกที่แน่นอนของการเร่งปฏิกิริยาออกซิเจนยังไม่เต็มถอดรหัส แม้ว่าที่แตกต่างกันหลายเส้นทางที่ได้ทำการศึกษากับความสำเร็จ ( landoulsiet al . , 2008 ; erable et al . , 2012 )บนมืออื่น ๆ , ประเภทเดียวกันของน้ำทะเลไบโอฟิล์มสามารถมีประสิทธิภาพเร่งการลดออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิง จุลินทรีย์ biocathodes ที่เกิดขึ้นในมวลน้ำทะเลได้เรียบร้อยแล้วซึ่งใช้เป็นแคโทดของเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพ ( MFCs ) ( เบอร์เจลet al . , 2005 ) MFCs น่าสนใจเทคโนโลยีที่สามารถแปลงโดยตรงเป็นกระแสไฟฟ้าเคมีพลังงานที่มีอยู่ในความหลากหลายของค่าใช้จ่ายต่ำสารประกอบอินทรีย์ ( กางเกง et al . , 2010 )ประทับใจหลักฐานของแนวคิดได้รับรายงานมาหลายปีเซลล์มีขนาดเล็ก ( Liu et al . , 2008 ; pocaznoi et al . , 2012 ) แต่วัตถุประสงค์ เพื่อขยายการใช้งานขนาดใหญ่ยังคงเป็นสิ่งที่ท้าทายไลท์ใช้ MFCs มีการนำไอออนต่ำ โดยทั่วไปน้อยกว่า 2 s M1 ( โลแกน และ rabaey , 2012 ; pocaznoi et al . ,2012 ; Rousseau et al . , 2013 ) สำหรับการเปรียบเทียบ เป็นปกติที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ เครื่องปฏิกรณ์เคมีไฟฟ้า conductivities ของสิ่งมีชีวิตมีหลายสิบของ M1 ( เช่นเกาะ 33 % โดยใช้น้ำมวลกระแสไฟฟ้ามีค่า 60 s M1 ) ในกรณีของระบบไฟฟ้าเคมีจุลินทรีย์ มันเป็นไปไม่ได้เพิ่มค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลเพื่อขอบเขตที่ดีใด ๆเพราะมีจุลินทรีย์จะไวต่อแรงดันออสโมซิสและจากนั้น ไม่รับความเข้มข้นเกลือสูง ( เลอเฟบร์et al . , 2012 ) พบว่าพลังงานที่ผลิตโดยบริษัทเพิ่มขึ้นถึง NaCl ความเข้มข้นของ L1 20 กรัม แต่เพิ่มเติมขึ้นเกลือ 40 กรัม L1 ผลลดลงจาก 50% ในพลังงานเพราะการย่อยสลายใน bioanode จลนศาสตร์ของ ดังนั้น MFCs ที่สุดได้รับการพัฒนากับเกลือแร่ต่ํา conductivities( ยกเว้นกรณีของสัตว์ MFCs ) และผลความต้านทานของเซลล์ภายในสูงของเซลล์เป็นข้อเสียเปรียบหลักในธุรกิจการพัฒนา