microbial desalination cells [11] a

microbial desalination cells [11] and sediment
microbial fuel cells [5], which amplify the number of applications
of bioelectric cells. Despite the significant increases in electrical
current densities generated by MFCs attained in recent years,
practical full-scale implementations for e.g. wastewater treatment,
still presents microbial, technological and economical challenges
[12,13]. However, studies on pilot-scale MFCs for wastewater treatment
are emerging all over the world, which is an indication that
the technology is evolving toward commercialization. According
to several authors, the economic feasibility of MFCs is limited by
their capital construction costs, especially the costs related with the
membrane and cathode electrode materials, which can reach up to
80% of the total costs [14]. Fornero et al. [15] calculated a net present
value of $380,528 for a 10 year time span for a hypothetical MFC,
treating 100,000 L/d wastewater with 2000 mg BOD/L. Therefore,
efforts for achieving full-scale MFCs are focused on the reduction
of their construction costs, with less costly materials. Additionally
to electricity production, MFCs and other bioelectrochemical processes
can induce the production of added value compounds (such
as hydrogen, bioactive compounds and biofuels), which will contribute
significantly to the economic feasibility of these processes.
The performance of MFCs depends on the oxidation/reduction
reactions that occur between the organic substrate (with low
potential e.g. acetate) in the anode and the final electron
acceptor (with a high potential e.g. oxygen) in the cathode.
Bacteria oxidize the organic substrate producing electrons and
protons. The electrons will be transported closer to the cell
membrane by the intermediate electron carrier nicotinamide
adenine dinucleotide (NAD+/NADH). NAD+ accepts two protons
and two electrons from the substrate oxidation cycle to form
NADH (Fig. 1). At the cell membrane surface, NADH is oxidized
by an intermediate that will transfer the electrons from
inside to outside of the bacteria cell. Several mechanisms have
been described for the transference of electrons from NADH to
the electrode surface [16]. They can be transferred by type C
cytochromes located in the bacterial membrane cells, directly to
the electrode [17,18] or through conductive “nanowires” constructed
by the bacteria [18]. NADH can also be oxidized by
electron mediators (either produced by the bacteria [18] or
externally added) that shuttle the electrons to the anode electrode.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ตะกอนและแยกเกลือออกจากจุลินทรีย์เซลล์ [11]จุลินทรีย์เซลล์เชื้อเพลิง [5], ซึ่งขยายจำนวนของโปรแกรมประยุกต์ของเซลล์กระบวนการ แม้ มีการเพิ่มที่สำคัญในไฟฟ้าสร้าง โดยเดอร์ในปี ความหนาแน่นของกระแสปฏิบัติงานเต็มรูปแบบสำหรับเช่นบำบัดน้ำเสียยังคง ท้าทายจุลินทรีย์ เทคโนโลยี และประหยัด[12,13] . อย่างไรก็ตาม ศึกษาการนำร่องขนาดเดอร์สำหรับบำบัดน้ำเสียกำลังเกิดขึ้นทั่วโลก ซึ่งเป็นข้อบ่งชี้ที่เทคโนโลยีมีการพัฒนาไปสู่การค้า ตามการเขียนบทความต่าง ๆ ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของเดอร์จำกัดโดยค่าก่อสร้างเงินทุนของพวกเขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับการเมมเบรนและแคโทดวัสดุไฟฟ้า ซึ่งสามารถเข้าถึง80% ของต้นทุนรวม [14] ในปัจจุบันสุทธิคำนวณ Fornero et al. [15]ค่าของ $380,528 เป็นเวลา 10 ปีขยายสำหรับ MFC การสมมุติรักษา 100,000 L/d เสีย 2000 มิลลิกรัม/ลิตร BOD ดังนั้นความพยายามเพื่อให้บรรลุเดอร์เต็มรูปแบบจะเน้นการลดการก่อสร้างต้นทุน ลดค่าใช้จ่ายวัสดุ นอกจากนี้การผลิตพลังงานไฟฟ้า เดอร์ และกระบวนการอื่น ๆ bioelectrochemicalสามารถก่อให้เกิดการผลิตสารมูลค่าเพิ่ม (เช่นไฮโดรเจน สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ และเชื้อเพลิงชีวภาพ), ซึ่งจะมีส่วนร่วมอย่างมีนัยสำคัญกับความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของกระบวนการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเดอร์ในการออกซิเดชันลดปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวอินทรีย์ (มีต่ำศักยภาพเช่น acetate) ขั้วบวกและอิเล็กตรอนสุดท้ายให้เป็นผู้รับ (มีศักยภาพสูงเช่นออกซิเจน) ในแคโทดแบคทีเรียออกซิไดซ์พื้นผิวอินทรีย์ผลิตอิเล็กตรอน และโปรตอน อิเล็กตรอนจะถูกลำเลียงเข้าไปยังเซลล์เมมเบรน โดย nicotinamide การขนส่งอิเล็กตรอนระดับกลางคือ dinucleotide (NAD ++ NADH) NAD + รับโปรตอนสองและสองอิเล็กตรอนจากออกซิเดชันพื้นผิวรอบฟอร์มNADH (1 รูป) พื้นผิวเยื่อหุ้มเซลล์ ออกซิไดซ์ NADHโดยกลางที่จะถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากภายในกับภายนอกเซลล์แบคทีเรีย มีหลายกลไกรับการอธิบายสำหรับของอิเล็กตรอนจาก NADH ไปอิเล็กโทรดผิว [16] สามารถโอนได้ โดยชนิด Ccytochromes อยู่ในเซลล์เมมเบรนของแบคทีเรีย ตรงไปอิเล็กโทรด [17,18] หรือ ผ่านตัวนำไฟฟ้า "nanowires" สร้างขึ้นโดยแบคทีเรีย [18] ออกซิไดซ์ NADH สามารถยังโดยผู้ไกล่เกลี่ยอิเล็กตรอน (ทั้งผลิต โดยแบคทีเรีย [18] หรือเพิ่มจากภายนอก) ที่ส่งอิเล็กตรอนให้ขั้วไฟฟ้าขั้วบวก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เซลล์ของจุลินทรีย์กลั่นน้ำทะเล [11] และตะกอน
เซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ [5] ซึ่งขยายจำนวนการใช้งาน
ของเซลล์ bioelectric แม้จะมีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการไฟฟ้า
ความหนาแน่นในปัจจุบันสร้างขึ้นโดย MFCs บรรลุในปีที่ผ่านมา
ในทางปฏิบัติการใช้งานเต็มรูปแบบการบำบัดน้ำเสียเช่น
ยังคงนำเสนอจุลินทรีย์เทคโนโลยีและความท้าทายที่ประหยัด
[12,13] อย่างไรก็ตามการศึกษาใน MFCs นักบินขนาดการบำบัดน้ำเสีย
ที่เกิดขึ้นใหม่ทั่วทุกมุมโลกซึ่งเป็นข้อบ่งชี้ว่า
เทคโนโลยีที่มีการพัฒนาไปสู่เชิงพาณิชย์ ตาม
ไปหลายเขียนความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของ MFCs ถูก จำกัด ด้วย
ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างเมืองหลวงของพวกเขาโดยเฉพาะอย่างยิ่งค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับ
เมมเบรนและอิเล็กโทรแคโทดวัสดุซึ่งสามารถเข้าถึงได้ถึง
80% ของค่าใช้จ่ายรวม [14] Fornero et al, [15] การคำนวณปัจจุบันสุทธิ
ค่าของ $ 380,528 สำหรับช่วงเวลา 10 ปีสมมุติ MFC,
การรักษา 100,000 L / D น้ำเสียที่มีค่า BOD 2000 mg / L ดังนั้น
ความพยายามเพื่อให้บรรลุ MFCs เต็มรูปแบบมีความสำคัญกับการลดลง
ของค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างด้วยวัสดุที่ค่าใช้จ่ายน้อย นอกจากนี้
การผลิตไฟฟ้า MFCs และกระบวนการ bioelectrochemical อื่น ๆ ที่
สามารถกระตุ้นการผลิตสารมูลค่าเพิ่ม (เช่น
ไฮโดรเจน, สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและเชื้อเพลิงชีวภาพ) ซึ่งจะส่งผล
อย่างมีนัยสำคัญกับความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของกระบวนการเหล่านี้.
ประสิทธิภาพการทำงานของ MFCs ขึ้นอยู่กับการเกิดออกซิเดชัน / ลด
ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวอินทรีย์ (ที่มีระดับต่ำ
เช่นอะซิเตทที่มีศักยภาพ) ในขั้วบวกและอิเล็กตรอนสุดท้าย
ใบเสร็จ (ด้วยเช่นออกซิเจนที่มีศักยภาพสูง) ในแคโทด.
แบคทีเรียออกซิไดซ์สารตั้งต้นผลิตอินทรีย์อิเล็กตรอนและ
โปรตอน อิเล็กตรอนจะถูกลำเลียงใกล้ชิดกับเซลล์
เมมเบรนโดยผู้ให้บริการกลางอิเล็กตรอน Nicotinamide
adenine dinucleotide (NAD + / NADH) NAD + รับสองโปรตอน
และอิเล็กตรอนสองจากวงจรการเกิดออกซิเดชันพื้นผิวในรูปแบบ
NADH (รูปที่ 1). ที่พื้นผิวของเยื่อหุ้มเซลล์ NADH ออกซิไดซ์
โดยการเป็นสื่อกลางที่จะถ่ายโอนอิเล็กตรอนจาก
ภายในสู่ภายนอกของเซลล์แบคทีเรีย กลไกหลายได้
รับการอธิบายสำหรับการเปลี่ยนแปลงของอิเล็กตรอนจาก NADH เพื่อ
ผิวขั้วไฟฟ้า [16] พวกเขาสามารถโอนโดยชนิด C
ไซโตโครมอยู่ในเซลล์เมมเบรนของแบคทีเรียโดยตรงไปยัง
ขั้วไฟฟ้า [17,18] หรือผ่าน "nanowires" สื่อกระแสไฟฟ้าที่สร้าง
จากแบคทีเรีย [18] NADH นอกจากนี้ยังสามารถออกซิไดซ์โดยการ
ไกล่เกลี่ยอิเล็กตรอน (ทั้งที่ผลิตโดยแบคทีเรีย [18] หรือ
ภายนอกเพิ่ม) ที่รถรับส่งอิเล็กตรอนไปยังขั้วไฟฟ้าขั้วบวก

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

จุลินทรีย์ผ่านเซลล์ [ 11 ] และตะกอนเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ [ 5 ] ซึ่งขยายจำนวนการใช้งานของ bioelectric เซลล์ แม้จะมีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในไฟฟ้าปัจจุบัน ) สร้างโดย MFCs บรรลุในปีล่าสุดได้อย่างเต็มที่ในทางปฏิบัติสำหรับระบบบำบัดน้ำเสียเช่นยังนำเสนอความท้าทายทางเทคโนโลยีเศรษฐกิจและจุลินทรีย์[ 12 , 13 ‘ ] อย่างไรก็ตาม การศึกษาในระดับนำร่อง MFCs สำหรับบำบัดน้ำเสียใหม่ทั่วโลก ซึ่งเป็นข้อบ่งชี้ว่าเทคโนโลยีจะพัฒนาสู่การค้า ตามหลายผู้เขียน ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจของ MFCs จำกัดโดยต้นทุนการก่อสร้าง โดยเฉพาะต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับเยื่อและวัสดุขั้วแคโทดซึ่งสามารถเข้าถึงได้ถึง80% ของค่าใช้จ่ายทั้งหมด [ 14 ] Fornero et al . [ 15 ] คำนวณสุทธิปัจจุบันค่าของ $ 380528 สำหรับ 10 ปี ช่วงเวลาสำหรับธุรกิจที่น่าสงสัยการรักษา 100000 L / D ใน 2000 มิลลิกรัม BOD ต่อลิตร ดังนั้นความพยายามเพื่อให้บรรลุ MFCs เต็มรูปแบบ เน้นลดค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างของพวกเขา ด้วยวัสดุราคาแพงน้อย นอกจากนี้เพื่อการผลิตไฟฟ้า bioelectrochemical MFCs และกระบวนการอื่น ๆสามารถกระตุ้นการผลิตสารเพิ่มค่า ( เช่นเช่นไฮโดรเจน , สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและพลังงานชีวภาพ ) ซึ่งจะช่วยอย่างมากในทางเศรษฐศาสตร์ของกระบวนการเหล่านี้ประสิทธิภาพของการลด / MFCs ขึ้นอยู่กับการออกซิเดชันปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างสารอินทรีย์ ( ต่ำที่อาจเกิดขึ้นเช่น อะซิเตท ) ในขั้วบวกและอิเล็กตรอนสุดท้ายพระนาสิก ( ที่มีศักยภาพสูง เช่น ออกซิเจน ) ในแคโทดแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์สารอินทรีย์ตั้งต้นการผลิตอิเล็กตรอนและโปรตอน . อิเล็กตรอนจะถูกย้ายใกล้ชิดกับเซลล์เมมเบรนโดยกลางอิเล็กตรอนขนส่งนิโคตินาไมด์อูไดนิวคลีโอไทด์ ( NADH / NAD + ) NAD + รับ สองโปรตอนและสองอิเล็กตรอนจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของรูปแบบพื้นผิวNADH ( รูปที่ 1 ) ที่เยื่อเซลล์ผิวออกซิไดซ์ NADH คือโดยเป็นสื่อกลางที่จะถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากภายใน ภายนอกของแบคทีเรีย เซลล์ มีกลไกหลายการอธิบายการย้ายอิเล็กตรอนจากการไปพื้นผิวขั้วไฟฟ้า [ 16 ] พวกเขาสามารถถ่ายโอนตามประเภท ซีไซโตโครมอยู่ในเซลล์เยื่อแผ่นแบคทีเรียโดยตรงขั้วไฟฟ้า [ 17,18 ] หรือผ่านสื่อ " นาโน " ขึ้นโดยแบคทีเรีย [ 18 ] NADH สามารถถูกออกซิไดซ์โดยผู้ไกล่เกลี่ยอิเล็กตรอน ( ผลิตโดยแบคทีเรีย [ 18 ] หรือเพิ่มภายนอก ) ซึ่งรับส่งอิเล็กตรอนไปยังขั้วไฟฟ้าอิเล็กโทรด