Elektrosynteza drobnoustrojów

Mikrobiologiczna elektrosynteza (MES) jest formą elektrokatalizy mikrobiologicznej, w której elektrony są dostarczane do żywych mikroorganizmów przez katodę w ogniwie elektrochemicznym poprzez przyłożenie prądu elektrycznego . Elektrony są następnie wykorzystywane przez mikroorganizmy do redukcji dwutlenku węgla w celu uzyskania produktów odpowiednich dla przemysłu. Idealnie byłoby, gdyby prąd elektryczny był wytwarzany przez odnawialne źródło energii. Proces ten jest odwrotny do procesu stosowanego w mikrobiologicznym ogniwie paliwowym , w którym mikroorganizmy przenoszą elektrony z utleniania związków na anodę w celu wytworzenia prądu elektrycznego.

Porównanie z komórkami do elektrolizy drobnoustrojów

Mikrobiologiczna elektrosynteza (MES) jest związana z mikrobiologicznymi komórkami elektrolizującymi (MEC). Oba wykorzystują interakcje mikroorganizmów z katodą do redukcji związków chemicznych. W MEC źródło energii elektrycznej jest wykorzystywane do zwiększania potencjału elektrycznego wytwarzanego przez mikroorganizmy zużywające źródło energii chemicznej, takie jak kwas octowy . Połączony potencjał źródła zasilania i mikroorganizmów jest wtedy wystarczający do zredukowania jonów wodoru do wodoru cząsteczkowego . Mechanizm MES nie jest dobrze poznany, ale potencjalnymi produktami są alkohole i kwasy organiczne. MES można połączyć z MEC w jednym naczyniu reakcyjnym, gdzie substrat zużywany przez mikroorganizmy zapewnia potencjał napięcia, który jest obniżany w miarę starzenia się drobnoustroju. „MES cieszy się coraz większym zainteresowaniem, ponieważ obiecuje wykorzystanie energii odnawialnej (elektrycznej) i surowców biogenicznych w biogospodarce”.

Aplikacje

Elektrosynteza mikrobiologiczna może być wykorzystana do produkcji paliwa z dwutlenku węgla przy użyciu energii elektrycznej wytwarzanej zarówno przez tradycyjne elektrownie, jak i odnawialne źródła energii elektrycznej. Może być również używany do produkcji specjalistycznych chemikaliów, takich jak prekursory leków, poprzez elektrokatalizę wspomaganą mikrobiologicznie .

Elektrosyntezę mikroorganizmów można również wykorzystać do „zasilania” elektrowni. Rośliny można wtedy uprawiać bez światła słonecznego.

Zobacz też