Мікробний електросинтез

Мікро́бний електроси́нтез (МЕС) — форма мікробного електрокаталізу, за якої в електрохімічній комірці за допомогою електричного струму живим мікроорганізмам через катод передаються електрони. Потім мікроорганізми застосовують їх на відновлення двоокису вуглецю з отриманням промислово значущих продуктів. В ідеалі електричний струм має надходити з відновлюваних джерел енергії^[1]. Цей процес протилежний тому, що використовується в мікробному паливному елементі, де мікроорганізми переносять електрони від окислення сполук до анода для генерування електричного струму.

Порівняння з мікробними електролізерами

Мікробний електросинтез пов'язаний з мікробними електролізними комірками (МЕК)^[en]. Обидва використовують взаємодію мікроорганізмів з катодом для розкладання хімічних сполук. У МЕК джерело електроенергії використовується для збільшення електричного потенціалу, створюваного мікроорганізмами, які споживають оцтову кислоту як джерело хімічної енергії. Комбінований потенціал, що забезпечується джерелом енергії і мікроорганізмами, достатній для відновлення іонів водню^[en] до молекулярного водню^[2]. Механізм МЕС не зовсім зрозумілий, але потенційними продуктами є спирти й органічні кислоти^[3]. МЕС можна комбінувати з МЕК в одній реакційній посудині, де субстрат, споживаний мікроорганізмами, забезпечує потенціал напруги, який знижується в міру старіння мікробів^[4]. «МЕС привертає все більше уваги, оскільки обіцяє використовувати відновлювану (електричну) енергію та біогенну сировину для економіки, заснованої на біології»^[5].

Застосування

Мікробний електросинтез можна застосувати для виробництва палива з діоксиду вуглецю з використанням електроенергії, отримуваної з традиційних електростанцій або відновлюваних джерел електроенергії. Його також можна використати для виробництва спеціальних хімікатів, таких як прекурсори ліків, за допомогою мікробіологічного електрокаталізу^[en]^[6].

Мікробний електросинтез також можна використати для «підкачування енергією» рослин. Після цього рослини можна вирощувати без сонячного світла^[7]^[8]^[9].

Див. також

Примітки

↑ Microbial electrosynthesis: feeding microbes electricity to convert carbon dioxide and water to multicarbon extracellular organic compounds. mBio. 1 (2). May 2010. doi:10.1128/mBio.00103-10. PMID 20714445.
↑ Microbial Electrolysis Cell - Turning Bacteria Into Hydrogen Machines. Scientific Blogging. 13 листопада 2007. Архів оригіналу за 8 вересня 2012. Процитовано 13 травня 2022.
↑ The environmental biorefinery: state-of-the-art on the production of hydrogen and value-added biomolecules in mixed-culture fermentation. Green Chemistry. 20 (14): 3159—3179. 16 липня 2018. doi:10.1039/C8GC00572A.
↑ Upscaling of Microbial Electrolysis Cell Integrating Microbial Electrosynthesis: Insights, Challenges and Perspectives. bioRxiv. 16 квітня 2019. doi:10.1101/609909.
↑ Engineering mediator-based electroactivity in the obligate aerobic bacterium Pseudomonas putida KT2440. Frontiers in Microbiology (англ.). 6: 284. 2015. doi:10.3389/fmicb.2015.00284. PMID 25914687.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
↑ Microbial electrosynthesis - revisiting the electrical route for microbial production. Nature Reviews. Microbiology. 8 (10): 706—16. October 2010. doi:10.1038/nrmicro2422. PMID 20844557.
↑ Open Mind Award for a revolutionary idea. Wageningen University & Research. 29 травня 2017. Архів оригіналу за 3 грудня 2020. Процитовано 13 травня 2022.
↑ David Strik's "dark photosynthesis" idea receiving Open Mind Award. NWO.
↑ Producing food without sunlight. Resource. Wageningen University & Research. 29 листопада 2016. Архів оригіналу за 16 червня 2021. Процитовано 13 травня 2022.