- ข้อความ
- ประวัติศาสตร์
Recently, promising salinity-tolera
Recently, promising salinity-tolerant microbial anodes have
opened up the way to higher conductivities, providing up to
80 A m2 at salinities comparable to that of seawater (45 g L1 NaCl)
and conductivity of 10.4 S m1 (Rousseau et al., 2014). Such bioanodes would now allow the internal resistance of MFCs to be
considerably decreased, provided that they were associated with
cathodes able to operate at similar salinities. Using abiotic cathodes,
which are not sensitive to salinity, may be one solution. Nevertheless, the inorganic catalysts of oxygen reduction, such as platinum, give poor performance at the neutral pH required in MFCs.
For instance, it has been shown that, in the long term, the biofilm that develops on graphite cathodes significantly increases their
kinetic efficiency and graphite platinum-free cathodes have led to
MFCs with performance similar to those with graphite platinumloaded cathodes (Cristiani et al., 2013a). In this case, the
biofouling that develops on the cathode surface has proven to be as
efficient as the platinum used to design abiotic air-cathodes. Microbial biocathodes consequently remain worthwhile solutions for
designing MFCs. The association of the newly discovered salinitytolerant microbial anodes with microbial cathodes able to operate
in seawater may be a promising solution for the design of MFCs
with low internal resistance.
Unfortunately, it remains difficult to set up microbial biocathodes far from the sea (Faimali et al., 2010). It has been
possible to reconstruct them in the laboratory (Erable et al.,
2010) but the process requires fresh natural seawater. The
mechanisms of electron transfer remain poorly understood, in
part because of the complex multispecies nature of the electroactive biofilm (Faimali et al., 2010; Vandecandelaere et al., 2010)
and because of the lack of a simple experimental model. In the
domain of microbial corrosion of steels, a monospecies model
has been implemented in river waters with Leptothrix discophora
(Shi et al., 2002). It was thus confirmed that cycling of manganese ions may be an important pathway of oxygen reducing
catalysis, particularly in waters that contain a high concentration
of manganese ions (Braughton et al., 2001). The same experimental model was then proposed to design MFC biocathodes
(Rhoads et al., 2005). Such a monospecies model is essential to
progress in the basic understanding and technological mastery of
oxygen-reducing biofilms, because it focuses on a single aspect of
the multiple, intricate pathways of oxygen reduction that occur
in natural biocathodes. Using a pure culture ensures fair reproducibility of the results with the possibility of multiplying the
experiments in well-controlled laboratory conditions. It is thus
possible to characterize a given pathway in depth and, in the
case of an MFC biocathode, to boost it to its maximum performance. In the sister case of microbial anodes, the possibility of
multiplying experiments with pure cultures of Geobacter sulfurreducens or Shewanella sp. has been a powerful experimental tool
that has boosted important fundamental advances (for reviews
see Bonanni et al., 2012; Malvankar and Lovley, 2012; Rimboud
et al., 2014). Such a possibility does not exist for seawater biocathodes yet.
Several attempts have been made to isolate electroactive strains
from seawater biofilms in order to design monospecies biocathodes. Surprisingly, many strains have revealed some ability to
catalyse O2 reduction when measured by cyclic voltammetry but
none of them has been able to form an efficient monospecies biocathode under constant applied potential. The presence of the
microbial cells significantly shifted the current peak of oxygen
reduction towards less negative potentials and increased the
maximum transient currents (Parot et al., 2011). To our knowledge,
only two strains isolated from a seawater biofilm have produced
stable current under constant applied potential, but the current
density was very low, less than 1 mA m2 (Erable et al., 2010). With
the exception of these two poor-efficiency biocathodes, no monospecies O2-reducing biocathode able to operate at high salinity has
been reported so far.
The objective of the present work was to isolate pure strains
from seawater multispecies biofilms to design monospecies O2-
reducing biocathodes able to operate at seawater salinity. It has
been reported that heterotrophic bacteria make up the majority of
the microbial community that composes biofilms formed in
seawater when it contains organic compounds (Heip et al., 1995) as
is the case in harbours. Moreover, heterotrophs generally grow
faster than autotrophs, which should be a considerable advantage
to reduce the time of biocathode formation.
Materials and methods
Multispecies biocathode formation on site
The initial multispecies biocathodes were formed on stainless
steel electrodes (UNS S31254: Cr 19.5e20.5%, Ni 17.5e18.5%, Mo
6e6.5%, N 0.18e0.22%, Cu 0.5e1%, S < 0.01%, Si < 0.8%,
opened up the way to higher conductivities, providing up to
80 A m2 at salinities comparable to that of seawater (45 g L1 NaCl)
and conductivity of 10.4 S m1 (Rousseau et al., 2014). Such bioanodes would now allow the internal resistance of MFCs to be
considerably decreased, provided that they were associated with
cathodes able to operate at similar salinities. Using abiotic cathodes,
which are not sensitive to salinity, may be one solution. Nevertheless, the inorganic catalysts of oxygen reduction, such as platinum, give poor performance at the neutral pH required in MFCs.
For instance, it has been shown that, in the long term, the biofilm that develops on graphite cathodes significantly increases their
kinetic efficiency and graphite platinum-free cathodes have led to
MFCs with performance similar to those with graphite platinumloaded cathodes (Cristiani et al., 2013a). In this case, the
biofouling that develops on the cathode surface has proven to be as
efficient as the platinum used to design abiotic air-cathodes. Microbial biocathodes consequently remain worthwhile solutions for
designing MFCs. The association of the newly discovered salinitytolerant microbial anodes with microbial cathodes able to operate
in seawater may be a promising solution for the design of MFCs
with low internal resistance.
Unfortunately, it remains difficult to set up microbial biocathodes far from the sea (Faimali et al., 2010). It has been
possible to reconstruct them in the laboratory (Erable et al.,
2010) but the process requires fresh natural seawater. The
mechanisms of electron transfer remain poorly understood, in
part because of the complex multispecies nature of the electroactive biofilm (Faimali et al., 2010; Vandecandelaere et al., 2010)
and because of the lack of a simple experimental model. In the
domain of microbial corrosion of steels, a monospecies model
has been implemented in river waters with Leptothrix discophora
(Shi et al., 2002). It was thus confirmed that cycling of manganese ions may be an important pathway of oxygen reducing
catalysis, particularly in waters that contain a high concentration
of manganese ions (Braughton et al., 2001). The same experimental model was then proposed to design MFC biocathodes
(Rhoads et al., 2005). Such a monospecies model is essential to
progress in the basic understanding and technological mastery of
oxygen-reducing biofilms, because it focuses on a single aspect of
the multiple, intricate pathways of oxygen reduction that occur
in natural biocathodes. Using a pure culture ensures fair reproducibility of the results with the possibility of multiplying the
experiments in well-controlled laboratory conditions. It is thus
possible to characterize a given pathway in depth and, in the
case of an MFC biocathode, to boost it to its maximum performance. In the sister case of microbial anodes, the possibility of
multiplying experiments with pure cultures of Geobacter sulfurreducens or Shewanella sp. has been a powerful experimental tool
that has boosted important fundamental advances (for reviews
see Bonanni et al., 2012; Malvankar and Lovley, 2012; Rimboud
et al., 2014). Such a possibility does not exist for seawater biocathodes yet.
Several attempts have been made to isolate electroactive strains
from seawater biofilms in order to design monospecies biocathodes. Surprisingly, many strains have revealed some ability to
catalyse O2 reduction when measured by cyclic voltammetry but
none of them has been able to form an efficient monospecies biocathode under constant applied potential. The presence of the
microbial cells significantly shifted the current peak of oxygen
reduction towards less negative potentials and increased the
maximum transient currents (Parot et al., 2011). To our knowledge,
only two strains isolated from a seawater biofilm have produced
stable current under constant applied potential, but the current
density was very low, less than 1 mA m2 (Erable et al., 2010). With
the exception of these two poor-efficiency biocathodes, no monospecies O2-reducing biocathode able to operate at high salinity has
been reported so far.
The objective of the present work was to isolate pure strains
from seawater multispecies biofilms to design monospecies O2-
reducing biocathodes able to operate at seawater salinity. It has
been reported that heterotrophic bacteria make up the majority of
the microbial community that composes biofilms formed in
seawater when it contains organic compounds (Heip et al., 1995) as
is the case in harbours. Moreover, heterotrophs generally grow
faster than autotrophs, which should be a considerable advantage
to reduce the time of biocathode formation.
Materials and methods
Multispecies biocathode formation on site
The initial multispecies biocathodes were formed on stainless
steel electrodes (UNS S31254: Cr 19.5e20.5%, Ni 17.5e18.5%, Mo
6e6.5%, N 0.18e0.22%, Cu 0.5e1%, S < 0.01%, Si < 0.8%,
0/5000
เมื่อเร็ว ๆ นี้ สัญญาใบจักรจุลินทรีย์ที่ทนต่อความเค็มได้เปิดวิธีการนำสูง ให้ถึง80 ม.มี 2 ที่ salinities เทียบได้กับที่น้ำทะเล (45 g L 1 NaCl)และนำของ 10.4 S m 1 (Rousseau et al. 2014) Bioanodes ดังกล่าวจะให้ความต้านทานภายในของเดอร์จะลดมาก ที่พวกเขาได้เกี่ยวข้องกับcathodes สามารถทำงานที่คล้ายกัน salinities ใช้ abiotic cathodesที่ไม่ไวต่อความเค็ม อาจเป็นโซลูชันเดียว อย่างไรก็ตาม ตัวเร่งปฏิกิริยาอนินทรีย์ออกซิเจนลด เช่นแพลตตินั่ม ให้ประสิทธิภาพที่ pH เป็นกลางที่จำเป็นในเดอร์เช่น มันได้รับการแสดงว่า ในระยะยาว biofilm ที่พัฒนาบน cathodes ไฟท์มากเพิ่มขึ้นของพวกเขาเคลื่อนไหวอย่างมีประสิทธิภาพและกราไฟท์แพลทินัมฟรี cathodes ได้นำไปสู่เดอร์ มีประสิทธิภาพคล้ายคลึงกับไฟท์ platinumloaded cathodes (Cristiani et al. 2013a) ในกรณีนี้ การbiofouling ที่พัฒนาบนผิวแคโทดได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นมีประสิทธิภาพเป็นแพลทินัมที่ใช้ออกแบบ abiotic อากาศ-cathodes Biocathodes จุลินทรีย์จึงยังคง โซลูชันที่คุ้มค่าสำหรับออกเดอร์ ความสัมพันธ์ของใบจักรจุลินทรีย์ของ salinitytolerant เพิ่งพบกับ cathodes จุลินทรีย์สามารถทำงานในน้ำทะเลอาจเป็นการแก้ปัญหาแนวโน้มการออกเดอร์มีความต้านทานภายในต่ำอับ มันยังคงยากที่จะตั้งค่าจุลินทรีย์ biocathodes ไกลจากทะเล (Faimali et al. 2010) จะได้รับสามารถสร้างได้ในห้องปฏิบัติการ (Erable et al.,2010) แต่กระบวนการต้องใช้น้ำทะเลธรรมชาติที่สดชื่น การกลไกของการถ่ายโอนอิเล็กตรอนยังคงไม่เข้าใจ ในส่วนลักษณะ multispecies ซับซ้อนของ biofilm electroactive (Faimali et al. 2010 Vandecandelaere et al. 2010)และเนื่อง จากไม่มีทดลองแบบง่าย ๆ ในโดเมนของจุลินทรีย์การกัดกร่อนของเหล็ก รุ่น monospeciesถูกใช้ในแม่น้ำ Leptothrix discophora(โอะและ al. 2002) จึงได้ถูกยืนยันว่า ขี่จักรยานของแมงกานีสไอออนอาจเดินที่สำคัญของการลดออกซิเจนเร่งปฏิกิริยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำที่ประกอบด้วยความเข้มข้นสูงของไอออนแมงกานีส (Braughton et al. 2001) ทดลองแบบเดียวกันถูกแล้วเสนอการออกแบบ MFC biocathodes(Rhoads et al. 2005) เช่นแบบ monospecies เป็นความคืบหน้าในความเข้าใจพื้นฐานและเรียนรู้เทคโนโลยีของลดออกซิเจนไบ โอดินฟิล์มที่ เพราะเน้นด้านเดียวหลาย แผ่นทางเดินลดออกซิเจนที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ biocathodes ใช้วัฒนธรรมบริสุทธิ์ใจ reproducibility หมายยุติธรรมผลการคูณและการการทดลองในห้องปฏิบัติการมีการควบคุมเงื่อนไข ดังนั้นจึงเป็นสามารถกำหนดลักษณะทางเดินที่กำหนดความลึก และ ในการกรณีของ biocathode การ MFC เพื่อเพิ่มเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด ในเครือของจุลินทรีย์กันกร่อน เป็นไปได้ของคูณการทดลอง Geobacter วัฒนธรรมบริสุทธิ์ sulfurreducens หรือเอสพี Shewanella ได้รับเครื่องมือทดลองที่มีประสิทธิภาพที่ได้ยกระดับความสำคัญพื้นฐานก้าว (สำหรับความคิดเห็นดู 2012; Bonanni et al. Malvankar และรวม 2012 Rimboudet al. 2014) ไปได้ดังกล่าวไม่มีอยู่สำหรับ biocathodes น้ำทะเลได้พยายามหลายครั้งได้ทำการแยกสายพันธุ์ electroactiveจากไบโอฟิล์มที่ทะเลเพื่อออกแบบ monospecies biocathodes น่าแปลก สายพันธุ์ต่างได้เปิดเผยบางความสามารถในการกระตุ้นลด O2 เมื่อวัด โดย voltammetry ทุกรอบ แต่ไม่ได้รับการ biocathode เป็น monospecies ที่มีประสิทธิภาพภายใต้ศักยภาพใช้คง การปรากฏตัวของการเซลล์จุลินทรีย์มากเลื่อนสูงสุดปัจจุบันของออกซิเจนลดไปน้อยกว่าศักยภาพเชิงลบ และเพิ่มการกระแสชั่วคราวสูงสุด (Parot et al. 2011) ความรู้ของเรามีผลิตเพียงสองสายพันธุ์ที่แยกได้จาก biofilm ทะเลปัจจุบันมีเสถียรภาพภายใต้ศักยภาพใช้คง แต่ปัจจุบันความหนาแน่นต่ำมาก ไม่น้อยกว่า 1 mA ม. 2 (Erable et al. 2010) มีข้อยกเว้นของ biocathodes เหล่านี้มีประสิทธิภาพต่ำสอง monospecies ไม่ลด O2 biocathode สามารถทำงานที่ความเค็มสูงได้การรายงานเพื่อให้ห่างไกลวัตถุประสงค์ของการทำงานปัจจุบันคือการ แยกสายพันธุ์บริสุทธิ์จากน้ำทะเลไบโอฟิล์มที่ multispecies การออกแบบ monospecies O2-ลด biocathodes สามารถทำงานที่ความเค็มน้ำทะเล มีรายงานว่า heterotrophic แบคทีเรียทำขึ้นส่วนใหญ่ชุมชนจุลินทรีย์ที่ประกอบด้วยไบโอฟิล์มที่เกิดขึ้นในน้ำทะเลเมื่อประกอบด้วยสารอินทรีย์ (Heip et al. 1995) เป็นเป็นกรณีในท่าเรือ นอกจากนี้ heterotrophs โดยทั่วไปเจริญเติบโตเร็วกว่า autotrophs ซึ่งควรจะได้เปรียบเพื่อลดเวลาของการก่อตัวของ biocathodeวัสดุและวิธีการก่อ multispecies biocathode เว็บไซต์Biocathodes multispecies เริ่มต้นก่อตัวบนสแตนเลสเหล็กไฟฟ้า (UNS S31254: Cr 19.5e20.5%, Ni 17.5e18.5%, Mo6e6.5%, N 0.18e0.22%, Cu 0.5e1%, S < 0.01%, Si < 0.8%
การแปล กรุณารอสักครู่..
เมื่อเร็ว ๆ นี้ที่มีแนวโน้มความเค็มทน anodes จุลินทรีย์ได้
เปิดขึ้นวิธีการการนำขึ้นไปให้ถึง
80 เมตร 2 ที่ความเค็มเทียบเท่ากับที่ของน้ำทะเล (45 กรัม L? 1 NaCl)
และการนำ 10.4 S M? 1 (Rousseau et al., 2014) bioanodes ดังกล่าวในขณะนี้จะช่วยให้ความต้านทานภายในของ MFCs ที่จะ
ลดลงมาระบุว่าพวกเขามีความสัมพันธ์กับ
cathodes สามารถที่จะทำงานที่ระดับความเค็มที่คล้ายกัน ใช้ cathodes abiotic,
ซึ่งไม่ได้มีความไวต่อความเค็มอาจเป็นหนึ่งในวิธีการแก้ปัญหา อย่างไรก็ตามตัวเร่งปฏิกิริยานินทรีย์ของการลดออกซิเจนเช่นแพลทินัมให้ประสิทธิภาพที่ดีที่มีค่า pH เป็นกลางที่จำเป็นในการ MFCs.
ยกตัวอย่างเช่นมันได้รับการแสดงให้เห็นว่าในระยะยาว, ไบโอฟิล์มที่พัฒนาบน cathodes ไฟท์อย่างมีนัยสำคัญเพิ่มขึ้นของพวกเขา
ที่มีประสิทธิภาพเกี่ยวกับการเคลื่อนไหว และกราไฟท์ cathodes Platinum ฟรีได้นำไปสู่
MFCs มีประสิทธิภาพการทำงานที่คล้ายกับผู้ที่มีกราไฟท์ cathodes platinumloaded (Cristiani et al., 2013a) ในกรณีนี้
biofouling ที่พัฒนาบนพื้นผิวแคโทดได้พิสูจน์ให้เป็น
ที่มีประสิทธิภาพทองคำขาวใช้ในการออกแบบ abiotic เครื่อง cathodes biocathodes จุลินทรีย์จึงยังคงอยู่ในการแก้ปัญหาที่คุ้มค่าสำหรับ
การออกแบบ MFCs สมาคมที่เพิ่งค้นพบ anodes จุลินทรีย์ salinitytolerant กับ cathodes จุลินทรีย์สามารถดำเนินการได้
ในน้ำทะเลอาจจะเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่มีแนวโน้มในการออกแบบ MFCs
ที่มีความต้านทานภายในต่ำ.
แต่น่าเสียดายที่มันยังคงยากที่จะตั้งค่า biocathodes จุลินทรีย์ไกลจากทะเล (Faimali et al, ., 2010) จะได้รับ
เป็นไปได้ที่จะสร้างให้พวกเขาในห้องปฏิบัติการ (Erable et al.,
2010) แต่กระบวนการต้องใช้น้ำทะเลจากธรรมชาติสดใหม่
กลไกของการถ่ายโอนอิเล็กตรอนยังคงเข้าใจได้ไม่ดีใน
ส่วนหนึ่งเป็นเพราะธรรมชาติ multispecies ซับซ้อนของไบโอฟิล์ม electroactive (Faimali et al, 2010;. Vandecandelaere et al, 2010.)
และเพราะขาดรูปแบบการทดลองง่ายๆ ใน
โดเมนของการกัดกร่อนจุลินทรีย์ของเหล็กรุ่น monospecies
ได้รับการดำเนินการในน่านน้ำแม่น้ำ Leptothrix discophora
(Shi et al., 2002) มันถูกจึงยืนยันว่าการขี่จักรยานของไอออนแมงกานีสอาจจะเป็นทางเดินที่สำคัญของออกซิเจนลด
ปฏิกิริยาทางเคมีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในน่านน้ำที่มีความเข้มข้นสูง
ของไอออนแมงกานีส (Braughton et al., 2001) รูปแบบการทดลองเดียวกันได้เสนอแล้วที่จะออกแบบ biocathodes เอ็มเอฟ
(โรดห์ et al., 2005) รูปแบบดังกล่าว monospecies เป็นสิ่งจำเป็นต่อ
ความคืบหน้าในการทำความเข้าใจขั้นพื้นฐานและการเรียนรู้ทางเทคโนโลยีของ
ไบโอฟิล์มออกซิเจนลดเพราะมันมุ่งเน้นไปที่ด้านเดียวของ
หลายทางเดินที่ซับซ้อนของการลดลงของออกซิเจนที่เกิดขึ้น
ใน biocathodes ธรรมชาติ การใช้เชื้อบริสุทธิ์เพื่อให้แน่ใจว่าการทำสำเนายุติธรรมของผลที่มีความเป็นไปได้ของการคูณการ
ทดลองในห้องปฏิบัติการมีการควบคุม ดังนั้นจึงเป็นเรื่อง
ที่เป็นไปได้ที่จะอธิบายลักษณะทางเดินที่ได้รับในเชิงลึกและใน
กรณีที่มีการ biocathode เอ็มเอฟเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของมันสูงสุด ในกรณีที่น้องสาวของ anodes จุลินทรีย์เป็นไปได้ของ
การคูณการทดลองกับวัฒนธรรมอันบริสุทธิ์ของ Geobacter sulfurreducens หรือ Shewanella SP ได้รับเครื่องมือการทดลองที่มีประสิทธิภาพ
ที่ได้ผลักดันความก้าวหน้าที่สำคัญพื้นฐาน (การแสดงความคิดเห็น
ดู Bonanni et al, 2012;. Malvankar และ Lovley 2012; Rimboud
. et al, 2014) ดังกล่าวเป็นไปไม่ได้ที่มีอยู่สำหรับ biocathodes น้ำทะเลยัง.
หลายครั้งได้รับการทำเพื่อแยกสายพันธุ์ electroactive
จากแผ่นชีวะน้ำทะเลในการออกแบบ monospecies biocathodes น่าแปลกที่หลายสายพันธุ์ได้เผยให้เห็นความสามารถในการ
กระตุ้นการลด O2 เมื่อวัดจาก voltammetry วงจร แต่
ไม่มีของพวกเขาได้รับสามารถที่จะสร้าง biocathode monospecies ที่มีประสิทธิภาพภายใต้ศักยภาพการประยุกต์ใช้อย่างต่อเนื่อง การปรากฏตัวของ
เซลล์จุลินทรีย์อย่างมีนัยสำคัญขยับสูงสุดในปัจจุบันของออกซิเจน
ลดลงต่อศักยภาพเชิงลบน้อยลงและเพิ่ม
กระแสชั่วคราวสูงสุด (Parot et al. 2011) ความรู้ของเรา
เพียงสองสายพันธุ์ที่แยกได้จากน้ำทะเลไบโอฟิล์มได้มีการผลิต
ในปัจจุบันที่มีเสถียรภาพภายใต้ศักยภาพการประยุกต์ใช้อย่างต่อเนื่อง แต่ในปัจจุบัน
ความหนาแน่นต่ำมากน้อยกว่า 1 mA M? 2 (Erable et al., 2010) ด้วย
ข้อยกเว้นของทั้งสอง biocathodes ยากจนที่มีประสิทธิภาพไม่ monospecies O2 ลด biocathode สามารถทำงานที่ระดับความเค็มสูงได้
รับการรายงานเพื่อให้ห่างไกล.
วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการแยกสายพันธุ์บริสุทธิ์
จากน้ำทะเล multispecies แผ่นชีวะในการออกแบบ monospecies O2-
ลด biocathodes สามารถดำเนินการที่น้ำทะเลเค็ม มันได้
รับรายงานว่าแบคทีเรีย heterotrophic ทำให้คนส่วนใหญ่ของ
ชุมชนจุลินทรีย์ที่ประกอบด้วยแผ่นชีวะที่เกิดขึ้นใน
น้ำทะเลเมื่อมันมีสารอินทรีย์ (Heip et al., 1995) ขณะที่
ในกรณีของท่าเรือ นอกจากนี้ heterotrophs ทั่วไปเติบโต
เร็วกว่า autotrophs ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมาก
เพื่อลดเวลาของการก่อ biocathode ได้.
วัสดุและวิธีการ
multispecies ก่อ biocathode บนเว็บไซต์
multispecies เริ่มต้น biocathodes กำลังก่อตัวขึ้นในสแตนเลส
ขั้วไฟฟ้าเหล็ก (UNS S31254: Cr 19.5e20.5 % Ni 17.5e18.5% Mo
6e6.5%, N 0.18e0.22% Cu 0.5e1%, S <0.01% Si <0.8%
เปิดขึ้นวิธีการการนำขึ้นไปให้ถึง
80 เมตร 2 ที่ความเค็มเทียบเท่ากับที่ของน้ำทะเล (45 กรัม L? 1 NaCl)
และการนำ 10.4 S M? 1 (Rousseau et al., 2014) bioanodes ดังกล่าวในขณะนี้จะช่วยให้ความต้านทานภายในของ MFCs ที่จะ
ลดลงมาระบุว่าพวกเขามีความสัมพันธ์กับ
cathodes สามารถที่จะทำงานที่ระดับความเค็มที่คล้ายกัน ใช้ cathodes abiotic,
ซึ่งไม่ได้มีความไวต่อความเค็มอาจเป็นหนึ่งในวิธีการแก้ปัญหา อย่างไรก็ตามตัวเร่งปฏิกิริยานินทรีย์ของการลดออกซิเจนเช่นแพลทินัมให้ประสิทธิภาพที่ดีที่มีค่า pH เป็นกลางที่จำเป็นในการ MFCs.
ยกตัวอย่างเช่นมันได้รับการแสดงให้เห็นว่าในระยะยาว, ไบโอฟิล์มที่พัฒนาบน cathodes ไฟท์อย่างมีนัยสำคัญเพิ่มขึ้นของพวกเขา
ที่มีประสิทธิภาพเกี่ยวกับการเคลื่อนไหว และกราไฟท์ cathodes Platinum ฟรีได้นำไปสู่
MFCs มีประสิทธิภาพการทำงานที่คล้ายกับผู้ที่มีกราไฟท์ cathodes platinumloaded (Cristiani et al., 2013a) ในกรณีนี้
biofouling ที่พัฒนาบนพื้นผิวแคโทดได้พิสูจน์ให้เป็น
ที่มีประสิทธิภาพทองคำขาวใช้ในการออกแบบ abiotic เครื่อง cathodes biocathodes จุลินทรีย์จึงยังคงอยู่ในการแก้ปัญหาที่คุ้มค่าสำหรับ
การออกแบบ MFCs สมาคมที่เพิ่งค้นพบ anodes จุลินทรีย์ salinitytolerant กับ cathodes จุลินทรีย์สามารถดำเนินการได้
ในน้ำทะเลอาจจะเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่มีแนวโน้มในการออกแบบ MFCs
ที่มีความต้านทานภายในต่ำ.
แต่น่าเสียดายที่มันยังคงยากที่จะตั้งค่า biocathodes จุลินทรีย์ไกลจากทะเล (Faimali et al, ., 2010) จะได้รับ
เป็นไปได้ที่จะสร้างให้พวกเขาในห้องปฏิบัติการ (Erable et al.,
2010) แต่กระบวนการต้องใช้น้ำทะเลจากธรรมชาติสดใหม่
กลไกของการถ่ายโอนอิเล็กตรอนยังคงเข้าใจได้ไม่ดีใน
ส่วนหนึ่งเป็นเพราะธรรมชาติ multispecies ซับซ้อนของไบโอฟิล์ม electroactive (Faimali et al, 2010;. Vandecandelaere et al, 2010.)
และเพราะขาดรูปแบบการทดลองง่ายๆ ใน
โดเมนของการกัดกร่อนจุลินทรีย์ของเหล็กรุ่น monospecies
ได้รับการดำเนินการในน่านน้ำแม่น้ำ Leptothrix discophora
(Shi et al., 2002) มันถูกจึงยืนยันว่าการขี่จักรยานของไอออนแมงกานีสอาจจะเป็นทางเดินที่สำคัญของออกซิเจนลด
ปฏิกิริยาทางเคมีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในน่านน้ำที่มีความเข้มข้นสูง
ของไอออนแมงกานีส (Braughton et al., 2001) รูปแบบการทดลองเดียวกันได้เสนอแล้วที่จะออกแบบ biocathodes เอ็มเอฟ
(โรดห์ et al., 2005) รูปแบบดังกล่าว monospecies เป็นสิ่งจำเป็นต่อ
ความคืบหน้าในการทำความเข้าใจขั้นพื้นฐานและการเรียนรู้ทางเทคโนโลยีของ
ไบโอฟิล์มออกซิเจนลดเพราะมันมุ่งเน้นไปที่ด้านเดียวของ
หลายทางเดินที่ซับซ้อนของการลดลงของออกซิเจนที่เกิดขึ้น
ใน biocathodes ธรรมชาติ การใช้เชื้อบริสุทธิ์เพื่อให้แน่ใจว่าการทำสำเนายุติธรรมของผลที่มีความเป็นไปได้ของการคูณการ
ทดลองในห้องปฏิบัติการมีการควบคุม ดังนั้นจึงเป็นเรื่อง
ที่เป็นไปได้ที่จะอธิบายลักษณะทางเดินที่ได้รับในเชิงลึกและใน
กรณีที่มีการ biocathode เอ็มเอฟเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของมันสูงสุด ในกรณีที่น้องสาวของ anodes จุลินทรีย์เป็นไปได้ของ
การคูณการทดลองกับวัฒนธรรมอันบริสุทธิ์ของ Geobacter sulfurreducens หรือ Shewanella SP ได้รับเครื่องมือการทดลองที่มีประสิทธิภาพ
ที่ได้ผลักดันความก้าวหน้าที่สำคัญพื้นฐาน (การแสดงความคิดเห็น
ดู Bonanni et al, 2012;. Malvankar และ Lovley 2012; Rimboud
. et al, 2014) ดังกล่าวเป็นไปไม่ได้ที่มีอยู่สำหรับ biocathodes น้ำทะเลยัง.
หลายครั้งได้รับการทำเพื่อแยกสายพันธุ์ electroactive
จากแผ่นชีวะน้ำทะเลในการออกแบบ monospecies biocathodes น่าแปลกที่หลายสายพันธุ์ได้เผยให้เห็นความสามารถในการ
กระตุ้นการลด O2 เมื่อวัดจาก voltammetry วงจร แต่
ไม่มีของพวกเขาได้รับสามารถที่จะสร้าง biocathode monospecies ที่มีประสิทธิภาพภายใต้ศักยภาพการประยุกต์ใช้อย่างต่อเนื่อง การปรากฏตัวของ
เซลล์จุลินทรีย์อย่างมีนัยสำคัญขยับสูงสุดในปัจจุบันของออกซิเจน
ลดลงต่อศักยภาพเชิงลบน้อยลงและเพิ่ม
กระแสชั่วคราวสูงสุด (Parot et al. 2011) ความรู้ของเรา
เพียงสองสายพันธุ์ที่แยกได้จากน้ำทะเลไบโอฟิล์มได้มีการผลิต
ในปัจจุบันที่มีเสถียรภาพภายใต้ศักยภาพการประยุกต์ใช้อย่างต่อเนื่อง แต่ในปัจจุบัน
ความหนาแน่นต่ำมากน้อยกว่า 1 mA M? 2 (Erable et al., 2010) ด้วย
ข้อยกเว้นของทั้งสอง biocathodes ยากจนที่มีประสิทธิภาพไม่ monospecies O2 ลด biocathode สามารถทำงานที่ระดับความเค็มสูงได้
รับการรายงานเพื่อให้ห่างไกล.
วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการแยกสายพันธุ์บริสุทธิ์
จากน้ำทะเล multispecies แผ่นชีวะในการออกแบบ monospecies O2-
ลด biocathodes สามารถดำเนินการที่น้ำทะเลเค็ม มันได้
รับรายงานว่าแบคทีเรีย heterotrophic ทำให้คนส่วนใหญ่ของ
ชุมชนจุลินทรีย์ที่ประกอบด้วยแผ่นชีวะที่เกิดขึ้นใน
น้ำทะเลเมื่อมันมีสารอินทรีย์ (Heip et al., 1995) ขณะที่
ในกรณีของท่าเรือ นอกจากนี้ heterotrophs ทั่วไปเติบโต
เร็วกว่า autotrophs ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมาก
เพื่อลดเวลาของการก่อ biocathode ได้.
วัสดุและวิธีการ
multispecies ก่อ biocathode บนเว็บไซต์
multispecies เริ่มต้น biocathodes กำลังก่อตัวขึ้นในสแตนเลส
ขั้วไฟฟ้าเหล็ก (UNS S31254: Cr 19.5e20.5 % Ni 17.5e18.5% Mo
6e6.5%, N 0.18e0.22% Cu 0.5e1%, S <0.01% Si <0.8%
การแปล กรุณารอสักครู่..
เมื่อเร็วๆ นี้ ที่มีความเค็มใจกว้างจุลินทรีย์ไม่มีเปิดวิธีการ conductivities ที่สูงขึ้นให้ถึง80 ตารางเมตร เทียบเท่ากับที่ของน้ำทะเลที่ความเค็ม 45 g l1 NaCl )และความนำไฟฟ้าของ 10.4 s M1 ( Rousseau et al . , 2010 ) เช่น bioanodes ตอนนี้จะช่วยให้ความต้านทานภายในของ MFCs เป็นลดลงอย่างมาก โดยที่พวกเขาเกี่ยวข้องกับแห้งสามารถใช้ในระดับความเค็มที่คล้ายคลึงกัน การใช้สิ่งมีชีวิต cathodes ,ที่ไม่ไวต่อความเค็ม อาจเป็นหนึ่งในโซลูชั่น อย่างไรก็ตาม การลดลงของออกซิเจนตัวเร่งปฏิกิริยาอนินทรีย์ เช่น แพลทินัม ให้ประสิทธิภาพที่ไม่ดีใน Ph เป็นกลางเป็น MFCs .ตัวอย่าง มันได้ถูกแสดงว่าในระยะยาว , ฟิล์มที่พัฒนาบนแคโทด กราไฟท์ มีผลในการเพิ่มพวกเขาจากประสิทธิภาพและแกรไฟต์แพลทินัมฟรีทำให้แห้งMFCs ที่มีประสิทธิภาพคล้ายคลึงกับกับแกรไฟต์ platinumloaded Cathodes ( cristiani et al . , ที่มีมากกว่า ) ในกรณีนี้biofouling ที่พัฒนาบนพื้นผิวได้พิสูจน์แล้วจะเป็นแคโทดที่มีประสิทธิภาพเป็นแพลทินัมใช้ในการออกแบบการทดลองอากาศแห้ง . จุลินทรีย์ biocathodes จึงยังคงคุ้มค่าโซลูชั่นสำหรับการออกแบบ MFCs . สมาคมที่ค้นพบใหม่ salinitytolerant ขั้วบวกกับจุลินทรีย์จุลินทรีย์แห้ง สามารถใช้ในน้ำทะเลอาจเป็นโซลูชันที่สัญญาสำหรับการออกแบบ MFCsกับความต้านทานภายในต่ำแต่มันยังคงยากที่จะตั้งค่าของจุลินทรีย์ biocathodes ไกลจากทะเล ( faimali et al . , 2010 ) มันได้รับเป็นไปได้ที่จะสร้างพวกเขาในห้องปฏิบัติการ ( erable et al . ,2553 ) แต่กระบวนการต้องใช้น้ำทะเลธรรมชาติสด ที่กลไกการถ่ายโอนอิเล็กตรอนยังคงไม่ค่อยเข้าใจในส่วนหนึ่งเพราะธรรมชาติ multispecies ซับซ้อนของไบโอฟิล์ม electroactive ( faimali et al . , 2010 ; vandecandelaere et al . , 2010 )และเนื่องจากไม่มีแบบทดลองง่ายๆ ในโดเมนของการกัดกร่อนของเหล็กกล้าแบบ monospecies จุลินทรีย์ ,ได้ถูกพัฒนาในน่านน้ำแม่น้ำกับ leptothrix discophora( ชิ et al . , 2002 ) มันจึงยืนยันว่า จักรยานของไอออนแมงกานีส อาจเป็นเส้นทางที่สำคัญของการลดออกซิเจนการเร่งปฏิกิริยา , โดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำที่มีความเข้มข้นสูงไอออนของธาตุแมงกานีส ( braughton et al . , 2001 ) รูปแบบการทดลองเดียวกันได้เสนอการออกแบบ MFC biocathodes( โรดส์ et al . , 2005 ) เช่น monospecies แบบสรุปความก้าวหน้าในเทคโนโลยีพื้นฐานความเข้าใจและรอบรู้ออกซิเจนลดไบโอฟิล์ม เพราะมันเน้นด้านเดียวของหลายเส้นทางที่ซับซ้อนของการลดออกซิเจนที่เกิดขึ้นใน biocathodes ธรรมชาติ การใช้เชื้อบริสุทธิ์ยุติธรรมเพื่อตรวจสอบผลที่มีความเป็นไปได้ของคูณการทดลองในห้องปฏิบัติการควบคุมด้วยเงื่อนไข มันจึงเป็นไปได้ที่จะได้รับในลักษณะความลึกและทางเดินในกรณีของ MFC biocathode เพื่อเพิ่มเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดของ ใน กรณีของน้องจุลินทรีย์ anodes , ความเป็นไปได้ของคูณกับการทดลองเชื้อบริสุทธิ์ของจีโ บคเตอร์ sulfurreducens หรือ shewanella sp . ได้ทดลองเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพที่ได้เพิ่มความก้าวหน้าพื้นฐานสำคัญ ( สำหรับรีวิวดู bonanni et al . , 2012 ; malvankar and lovley , 2012 ; rimboudet al . , 2010 ) เป็นไปได้ที่ไม่ได้อยู่ในน้ำทะเล biocathodes ยังหลายครั้งได้แยกสายพันธุ์ electroactiveจากน้ำทะเล ไบโอฟิล์ม เพื่อออกแบบ monospecies biocathodes . จู่ ๆ มีความสามารถในการเปิดเผยบางสายพันธุ์เร่งลดปริมาณ O2 เมื่อวัดด้วยแสงยูวี แต่เป็นไม่มีของพวกเขาได้รับสามารถเพื่อแบบฟอร์มที่มีประสิทธิภาพ monospecies biocathode ภายใต้การควบคุมที่ใช้ศักยภาพ การปรากฏตัวของจุลินทรีย์เซลล์อย่างมากเปลี่ยนแปลงกระแสสูงสุดของออกซิเจนที่มีศักยภาพเชิงลบน้อยลงและลดเพิ่มกระแสสูงสุดชั่วคราว ( parot et al . , 2011 ) ความรู้ของเราเพียงสองสายพันธุ์ที่แยกได้จากน้ำทะเลฟิล์มได้ผลิตปัจจุบันมีเสถียรภาพภายใต้คงที่ใช้ศักยภาพ แต่ปัจจุบันความหนาแน่นต่ำมาก น้อยกว่า 1 มา M2 ( erable et al . , 2010 ) กับข้อยกเว้นของทั้งสองจนประสิทธิภาพ biocathodes ไม่ monospecies O2 ลด biocathode ที่ความเค็มสูงได้ สามารถใช้ได้รับการรายงานเพื่อให้ห่างไกลวัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการแยกเชื้อบริสุทธิ์จากน้ำทะเล multispecies ไบโอฟิล์ม monospecies O2 - การออกแบบลด biocathodes สามารถใช้ในน้ำทะเลความเค็ม มันมีมีรายงานว่า แบบทำให้ขึ้นส่วนใหญ่ของแบคทีเรียจุลินทรีย์ไบโอฟิล์มเกิดขึ้นในชุมชน ประกอบด้วยน้ำทะเลที่ประกอบด้วยสารอินทรีย์ ( ช่วย et al . , 1995 ) เป็นเป็นกรณีในท่าเรือ . นอกจากนี้ heterotrophs โดยทั่วไปเจริญเติบโตได้เร็วกว่าคน ซึ่งน่าจะเป็นประโยชน์มากเพื่อลดเวลาของการเกิด biocathode .วัสดุและวิธีการmultispecies biocathode ก่อตัวบนเว็บไซต์เริ่มต้น biocathodes multispecies ขึ้นบนสแตนเลสขั้วเหล็ก ( s31254 : UNS CR 19.5e20.5 % ผม 17.5e18.5 % , โม6e6.5 % N 0.18e0.22 % ทองแดง 0.5e1 % s , < 0.01 , ศรี < 0.8 %
การแปล กรุณารอสักครู่..
ภาษาอื่น ๆ
การสนับสนุนเครื่องมือแปลภาษา: กรีก, กันนาดา, กาลิเชียน, คลิงออน, คอร์สิกา, คาซัค, คาตาลัน, คินยารวันดา, คีร์กิซ, คุชราต, จอร์เจีย, จีน, จีนดั้งเดิม, ชวา, ชิเชวา, ซามัว, ซีบัวโน, ซุนดา, ซูลู, ญี่ปุ่น, ดัตช์, ตรวจหาภาษา, ตุรกี, ทมิฬ, ทาจิก, ทาทาร์, นอร์เวย์, บอสเนีย, บัลแกเรีย, บาสก์, ปัญจาป, ฝรั่งเศส, พาชตู, ฟริเชียน, ฟินแลนด์, ฟิลิปปินส์, ภาษาอินโดนีเซี, มองโกเลีย, มัลทีส, มาซีโดเนีย, มาราฐี, มาลากาซี, มาลายาลัม, มาเลย์, ม้ง, ยิดดิช, ยูเครน, รัสเซีย, ละติน, ลักเซมเบิร์ก, ลัตเวีย, ลาว, ลิทัวเนีย, สวาฮิลี, สวีเดน, สิงหล, สินธี, สเปน, สโลวัก, สโลวีเนีย, อังกฤษ, อัมฮาริก, อาร์เซอร์ไบจัน, อาร์เมเนีย, อาหรับ, อิกโบ, อิตาลี, อุยกูร์, อุสเบกิสถาน, อูรดู, ฮังการี, ฮัวซา, ฮาวาย, ฮินดี, ฮีบรู, เกลิกสกอต, เกาหลี, เขมร, เคิร์ด, เช็ก, เซอร์เบียน, เซโซโท, เดนมาร์ก, เตลูกู, เติร์กเมน, เนปาล, เบงกอล, เบลารุส, เปอร์เซีย, เมารี, เมียนมา (พม่า), เยอรมัน, เวลส์, เวียดนาม, เอสเปอแรนโต, เอสโทเนีย, เฮติครีโอล, แอฟริกา, แอลเบเนีย, โคซา, โครเอเชีย, โชนา, โซมาลี, โปรตุเกส, โปแลนด์, โยรูบา, โรมาเนีย, โอเดีย (โอริยา), ไทย, ไอซ์แลนด์, ไอร์แลนด์, การแปลภาษา.
- I never locked a door since you were gon
- เป็นห่วงคุณ
- Plasticizers for plastics are additives,
- ฉันจะขยันหาเงินตอบเเทนให้พ่อเเม่ที่เลี้ย
- คุณพักผ่อนบ้าง
- You are extremely beautiful
- โครงเรื่อง
- มีการเก็บรวบรวมงานเขียนที่เป็นแผ่นจารึกต
- ไทยกับจีนมีความสัมพันธ์กันมาช้านาน ไทยมี
- ด้วยความสลดเป็นอย่างยิ่ง
- 51. เงาต้นไม้ประหยัดพลังงานเงาของต้นไม้ช
- time and their interaction on micronutri
- Bother you
- sustainability
- in truth
- ANALYSIS5.1 The organic waste management
- failed
- ทำให้มี
- Uniqlo provides casual clothing for all
- เมื่อคุณเดินเข้าไปในตลาดเกษตรกรคุณจะเห็น
- With Skype chats, I reinforced the mater
- กรุณาเลือกฉัน
- to be pleased and happy
- Uniqlo provides casual clothing for all
