Микробный электросинтез

Микробный электросинтез — форма микробного электрокатализа, при которой электроны передаются живым микроорганизмам через катод в электрохимической ячейке с помощью электрического тока. Затем электроны используются микроорганизмами для восстановления двуокиси углерода с получением промышленно значимых продуктов. В идеале электрический ток должен производиться из возобновляемых источников энергии.^[1] Этот процесс противоположен тому, который используется в микробном топливном элементе, в котором микроорганизмы переносят электроны от окисления соединений к аноду для генерации электрического тока.

Сравнение с микробными электролизерами

Микробный электросинтез (МЭС) связан с микробными электролизными ячейками (МЭК). Оба используют взаимодействие микроорганизмов с катодом для разложения химических соединений. В МЭК источник электроэнергии используется для увеличения электрического потенциала, создаваемого микроорганизмами, потребляющими такой источник химической энергии, как уксусная кислота. Комбинированный потенциал, обеспечиваемый источником энергии и микроорганизмами, достаточен для восстановления ионов водорода до молекулярного водорода.^[2] Механизм МЭС не совсем понятен, но потенциальные продукты включают спирты и органические кислоты.^[3] МЭС можно комбинировать с МЭК в одном реакционном сосуде, где субстрат, потребляемый микроорганизмами, обеспечивает потенциал напряжения, который снижается по мере старения микробов.^[4] «МЭС привлекает все большее внимание, так как обещает использовать возобновляемую (электрическую) энергию и биогенное сырье для экономики, основанной на биологии».^[5]

Приложения

Микробный электросинтез может использоваться для производства топлива из диоксида углерода с использованием электроэнергии, вырабатываемой либо традиционными электростанциями, либо производством возобновляемой электроэнергии. Его также можно использовать для производства специальных химикатов, таких как прекурсоры лекарств, с помощью микробиологического электрокатализа .^[6]

Микробный электросинтез также может быть использован для «подкачки энергии» растений. После этого растения можно выращивать без солнечного света.^[7][8][9]

См. также

• Электротопливо
• Электрогидрогенез
• Электрометаногенез
• Глоссарий терминов топливных элементов
• Микробный топливный элемент