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可降解苯酚的产电芽孢杆菌WL027的分离筛选及其产电机制初探

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2016年第6期42卷 654-664页

作者：王丽丽国巍付春娜燕红哈尔滨理工大学化学与环境工程学院黑龙江省高校绿色化工技术重点实验室哈尔滨150040

以含苯酚的生活污水为底物构建微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),从处于稳定期的MFC阳极中分离筛选获得一株可降解苯酚的产电菌WL027。对菌株WL027的生理生化鉴定表明,该菌为蜡样芽孢杆菌。同时,对菌株WL027的产电性和苯酚降解... 详细信息

以含苯酚的生活污水为底物构建微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),从处于稳定期的MFC阳极中分离筛选获得一株可降解苯酚的产电菌WL027。对菌株WL027的生理生化鉴定表明,该菌为蜡样芽孢杆菌。同时,对菌株WL027的产电性和苯酚降解情况进行了初步探讨。结果表明:菌株WL027具有电化学活性,产电期主要集中在菌株生长的稳定期;将菌株WL027接种到MFC中,MFC的最大电压较起始电压增加了179mV,库仑效率为64.25%,苯酚降解率为68.62%;菌株WL027在产电过程中胞内和胞外核黄素质量浓度分别为6.10×10^(-3)和1.32×10^(-2) mg/L;在已处于稳定期的MFC中加入核黄素,电压升高了18mV。猜测菌株WL027可能通过分泌核黄素来促进电子在微生物中传递。

关键词：产电微生物苯酚降解微生物燃料电池分离筛选产电机制蜡样芽孢杆菌

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混合菌群生物燃料电池的产电机理与特性

应用与环境生物学报 2012年第3期18卷 465-470页

作者：张廷滔张礼霞高平李大平四川大学生命科学学院成都610064 中国科学院成都生物研究所应用与环境研究中心成都610041 中国科学院环境与应用微生物重点实验室成都610041

利用厌氧污泥为接种源构建双室微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC),研究其电子传递机制,并考察其底物利用谱及阴极电子受体对产电性能的影响.结果表明:该MFC主要通过生物膜机制实现电子从有机物到固体电极的传递过程.该混合菌MFC... 详细信息

利用厌氧污泥为接种源构建双室微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC),研究其电子传递机制,并考察其底物利用谱及阴极电子受体对产电性能的影响.结果表明:该MFC主要通过生物膜机制实现电子从有机物到固体电极的传递过程.该混合菌MFC的底物利用谱范围广泛,单糖、二糖、小分子有机酸等有机物均可作为电子供体产电,其中以蔗糖和乳糖为底物产电效果较好,最大功率密度分别为69.69 mW/m2和60.75 mW/m2;而以乙醇为底物时,COD负荷最高,达123.55 mg L-1d-1.阴极不同电子受体对混合菌群MFC的产电性能也有显著影响,其中以KMnO4为电子受体电池性能最好,最大功率密度达1 396.74 mW/m2.

关键词：生物燃料电池混合菌群产电机制电子供体电子受体厌氧污泥

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微生物燃料电池中产电微生物的研究进展

现代化工 2017年第3期37卷 46-49页

作者：倪红军陈祥汪兴兴陈青青吕帅帅南通大学机械工程学院江苏南通226019

介绍了产电微生物的研究现状,着重讨论了电子转移机制和产电微生物的种类,详细评述了提高微生物电化学活性的方法。最后从获得高效产电微生物和改善胞外电子传递2个角度展望了阳极产电微生物的研究前景。

关键词：微生物燃料电池产电微生物产电机制电子传递

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产电微生物与微生物燃料电池研究进展

安徽农业科学 2010年第26期38卷 14227-14229,14245页

作者：赵丽坤闫蕾蕾李景晨吕莹莹郝耀彤河北大学生命科学学院河北保定071002

微生物燃料电池可以同时进行废水处理和生物发电,作为一种新型的能源回收技术得到人们的广泛关注。详细评述了微生物燃料电池的产电机制,对微生物燃料电池的构造进行了归纳,并展望了微生物燃料电池的应用前景。

关键词：微生物燃料电池产电微生物产电机制

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微生物燃料电池知识引入高中化学——设计一篇配合新教材的阅读材料

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化学教育 2010年第1期31卷 14-16页

作者：潘程王明召北京师范大学化学学院

为配合高中新教材（鲁科版）《化学反应原理（选修）》第一章第三节“化学能转化为电能——电池”中氢氧燃料电池内容的学生阅读材料，介绍微生物燃料电池的基本构造、工作原理及产电机制，旨在帮助学生拓展知识，提高对化学的兴趣。

关键词：高中化学新教材微生物燃料电池工作原理产电机制由池构造

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微生物燃料电池的产电代谢及菌群解析

微生物燃料电池的产电代谢及菌群解析

作者：李晶西安建筑科技大学

学位级别：硕士

微生物燃料电池(MFC)可通过微生物电子传递机制将有机物的化学能转化为电能,被认为是集污水处理与能源再生于一体的生物电化学系统。然而目前MFC最大输出电压和电流都仍较低,难以满足实际需要。要实现MFCs大规模实际应用还有很多理论和... 详细信息

微生物燃料电池(MFC)可通过微生物电子传递机制将有机物的化学能转化为电能,被认为是集污水处理与能源再生于一体的生物电化学系统。然而目前MFC最大输出电压和电流都仍较低,难以满足实际需要。要实现MFCs大规模实际应用还有很多理论和技术难题需要研究解决。由于在MFC系统中产电微生物是最为核心的要素,在有机废物的处理过程中,有机物作为底物被发酵细菌和产电细菌利用,阳极生物膜上的群落结构和种群类型对于有机物的降解和电能的产生有着极大的影响,因此开展产电微生物的代谢机制研究和阳极室的群落结构解析显得尤为重要。实验采用两瓶型微生物燃料电池(MFC),以葡萄糖为基质,对MFC内的发酵产物和参与的细菌进行了分析,探讨了微生物发酵与产电之间的关系。与此同时解析了种泥、电极生物膜、阳极液微生物的群落结构,最后分析了MFC产电机制。论文获得的主要研究结果如下:(1)为快速启动反应器,以驯化多年的高活性厌氧污泥为接种微生物,阴极以50m M的铁氰化钾为电极受体,经过约20天的时间启动成功,最高电压约为570m V,并对培养条件进行简单优化得,基质COD浓度为1000 mg?L-1、温度为35℃时是该反应器的较优条件。(2)以葡萄糖为基质产电的过程中,葡萄糖被发酵成乙酸、丙酸、乳酸三种主要产物。乙酸和丙酸都可以直接被微生物利用产电,乙酸更易被产电微生物利用,且能产出较高电压;乳酸需经过进一步发酵转化为丁酸、丙酸和乙酸,丁酸经进一步代谢为乙酸和丙酸后才能被用于产电。(3)阳极液中的氧化还原电位(ORP)分为三个阶段:第一,当氧化还原电位开始下降时,微生物开始发酵有机物,但是代谢产物含量并不高,此时电压处于起始阶段;第二,氧化还原电位开始升高,电压也开始升高,发酵代谢产物较多,产电微生物利用挥发性有机酸使电压也开始升高;第三,氧化还原电位升高,电压开始下降,此时COD下降,挥发性有机酸也相应下降。(4)阳极表面生物膜里紧密聚集着大量杆菌,主要有Klebsiella sp.(克雷伯氏菌属)、Citrobacter sp.(柠檬酸杆菌属)、Lactococcus sp.(乳球菌属)、Enterobacter sp.(肠杆菌属)及Proteobacterium近缘菌,而培养液底泥中的优势菌为Yokenella sp.(预研菌属)、Eubacterium limosum(粘液真杆菌)、Firmicutes bacterium(厚壁菌门)近缘菌。这些与接种污泥中的优势菌Lactococcus sp.(乳球菌属)、Peptostreptococcaceae(消化链球菌)、Clostridiales(梭菌目)、Salmonella sp.(沙门氏菌属)近缘菌有所不同。(5)MFC产电是由发酵菌联合产电菌通过梯次降解基质、分步利用、协同代谢的结果。产电菌的复配及产电菌与非产电菌之间的优化组合可为提高MFC产电提供方向。在种泥和阳极生物膜的优势菌中均包括乳球菌(Lactococcus sp.)。该菌在非MFC系统中和MFC系统后的呼吸方式是否存在差异,对该问题的揭示将有助于今后人们对产电呼吸的认识。(6)阳极液中的微生物参与电子介体的分泌可以提高生物膜与电极之间的电子传递效率。运用三维荧光(3DEEM)对阳极液进行扫描发现,主要存在的是溶解性微生物代谢产物、腐殖酸类物质,且大致趋势都是先降低再升高再降低的,与电压先升高,保持一段时间的高电压平台再降低的的总趋势具有一定的相关性。其中腐植酸可以促进底物释放出的电子向阳极电极转移。

关键词：微生物燃料电池氧化还原电位代谢产物种群分析产电机制