Development of low-carbon bioelectrode systems to catalyze fuel gas production

开发低碳生物电极系统催化燃气生产

• 批准号: 23780074
• 负责人: KOBAYASHI Hajime
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23780074/
• 关键词: バイオエネルギー; エネルギー変換; バイオ水素; バイオメタン; 生電気化学的反応; バイオカソード; 生電気化学的活性; 電子放出細菌; バイオガス; メタン; 水素; メタン菌

Biocathodes capable of catalyzing CH4 and H2 production in bio-electrochemical systems were established by using thermophilic microorganisms as biocatalysts. The CH4-producing biocathode showed the highest electromethanogenic activity so far reported with the current to CH4 conversion efficiency of over 95%. The electrochemical analyses showed that the biocathodic electromethanogenesis was catalyzed via two pathways depend on the cathode potential. The H2-producing biocathode showed the current to H2 conversion efficiency of ca. 80%, which was comparable to those of the metal catalysts. Molecular phylogenetic analyses of microbial consortia associated with the biocathodes suggested a possibility that diverse thermophiles have catalytic activities for electrochemical reactions.

以嗜热微生物为生物催化剂，建立了生物电化学体系中催化产甲烷和氢气的生物阴极。产生CH 4的生物阴极显示出迄今为止报道的最高的电产甲烷活性，其电流到CH 4的转化效率超过95%。电化学分析表明，生物阴极电产甲烷是通过两条途径进行的，这两条途径取决于阴极电位。产氢生物阴极的电流-H2转化效率约为100%。80%，这与金属催化剂的那些相当。与生物阴极相关的微生物聚生体的分子系统发育分析表明，不同的嗜热菌对电化学反应具有催化活性。

项目成果

"枯渇油・ガス田をジオバイオリアクターとしたバイオエネルギー生産の可能性."in光合成のエネルギー利用と環境応用

“利用枯竭油气田的地球生物反应器生产生物能源的可能性。”，光合作用的能源利用和环境应用

• 发表时间: 2014
• 作者: 付 乾;小林 肇;川口 秀夫;ハビエル ビルカエス;佐藤 光三;若山樹,小林肇,前田治男
• 通讯作者: 若山樹,小林肇,前田治男

Analysis of electromethanogenesis mechanism of thermophilic biocathode

高温生物阴极电产甲烷机理分析

• 作者: J. Xu;Q. Fu;H. Kobayashi;T. Wakayama;H. Maeda;K. Sato
• 通讯作者: K. Sato

A Thermophilic Gram-Negative Nitrate-Reducing Bacterium, Calditerrivibrio nitroreducens, Exhibiting Electricity Generation Capability

• DOI: 10.1021/es402749f
• 发表时间: 2013-11-05
• 期刊: ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY
• 影响因子: 11.4
• 作者: Fu, Qian;Kobayashi, Hajime;Sato, Kozo
• 通讯作者: Sato, Kozo

Electromethanogenesis : CO2からカーボンニュートラルな資源を生み出す

电产甲烷：从二氧化碳中产生碳中性资源

• 发表时间: 2013
• 作者: Q. Fu;H. Kobayashi;H. Kawaguchi;J. Vilcaez;T. Wakayama;H. Maeda and K. Sato;H. Kobayashi;小林肇
• 通讯作者: 小林肇

Electrochemical evidence of direct electron transfer in a thermophilic biocathode for carbon dioxide reduction

高温生物阴极中直接电子转移用于二氧化碳还原的电化学证据

• 发表时间: 2013
• 作者: Q. Fu;H. Kobayashi;T. Wakayama;H. Maeda;K. Sato
• 通讯作者: K. Sato