인간에 의한 화석 연료의 연소는 높은 농도의 이산화탄소 농도에 기여하여 기후 변화를 촉진합니다. 미국 에너지 정보국에 따르면 2017 년 운송 부문은 약 99 억 톤의 이산화탄소를 발표하여 전기 생성을 전국 최고의 대기 배출원으로 대체하고있다.
이러한 변화는 주로 광 발전 발전소의 폐쇄로 인한 것이며, 개선 된 태양 광 태양 전지판, 풍력 터빈 및 기타 탄소 중립 재생 가능 전기 생성 수단의 상승에 기인 한 것이었다. 최근 몇 년 동안 비용이 크게 떨어졌습니다. 불행하게도, 리튬 배터리를 사용한 재생 가능한 전기의 저장은 비싸지 않지만 오래된 저장 배터리 기술에는 종종 중금속 납 또는 카드뮴과 같은 환경 독소가 포함됩니다. 오늘날 비교적 적은 차량은 전기이며, 대부분은 디젤 또는 휘발유와 같은 탄소 기반 유기 화학 연료에 계속 의존합니다.
미생물 전기 합성은 향후 유기 분자의 화학적 결합 내에 재생 에너지를 저장하기위한 대안 전략을 제공 할 수있는 신속하게 개발되는 기술입니다. 미생물 전기 합성은 생물 전기 화학 시스템 (BESS)이라는 특수 성장 챔버 내부에서 전기 에너지를 사용하여 재배 할 수있는 전기 영양이라고 불리는 비정상적인 미생물 그룹을 사용합니다. 이들 BESS 내에서, 전기 영양 미생물은 전극 전달 된 전자를 사용하여 유기 화학 물질로 무기 탄소를 전환시키기 위해 전극이 비인 생화학 적 반응을 유도한다. 미생물 전기 합성 연구에 대한 초기 연구는 주로 그람 양성 회사 박테리아 또는 연구 및 유전 적 조작에 적합하지 않은 혼합 배양의 사용에 중점을 두었습니다. 오늘날 판매되는 대부분의 미국 가솔린 또는 대두 기반 바이오 디젤에 존재하는 옥수수 기반 에탄올과 달리, 미세 생산 된 화학 물질은 국내 식품 공급과 경쟁 할 필요가 없습니다.
Scientific Journal 생체 전기 화학 의 10 월호에서보고 된 새로운 연구에서 , 연구자들은 완전히 서열화 된 그람 음성 해양 박테리아의 순수한 배양 물의 Desulfobacterium autotrophicum 를 결정했습니다. HRM2는 이산화탄소의 전기 화학적 전환을 유기 화합물로 촉진시킨다. 이 연구에서, 전기 화학 기술은 먼저 박테리아가 연장 된 인큐베이션 기간에 걸쳐 캐소드 전자 공급원으로부터 전자를 흡수 할 수 있음을 입증하기 위해 사용되었다. 가스 크로마토 그래피 (GC) 및 고압 액체 크로마토 그래피 (HPLC)를 포함한 화학 분석 방법을 사용하여 유기 분자 아세테이트의 관련 축적과 이산화탄소의 흡수를 입증 하였다. 이러한 전류의 흡수 증가와 함께, 이산화탄소의 가스 상 제거는 BES 성장 챔버의 기체 헤드 스페이스에 기록되었다.
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db. autotrophicum 대사 적으로 잘 특성화되고 그 게놈이 완전히 서열화 된 해양 설페이트 감소 박테리아입니다. 이 미생물은 특정 Ni-FE 일산화탄소 탈수소 효소 (CODH) 효소를 중심으로하는 양방향 목재-랭 달 경로를 사용하여 황산화물의 존재 하에서 이산화탄소 및 수소에서 자랄 수있다. 저자 인 제이 바크 (Zehra Zaybak)에 따르면, 생체 전기 화학적 시스템에서 db. autotrophicum 고체 음극 표면에 의해 제공된 전자를 사용하여 Co
추가의 전기 화학적 분석은 가역적 산화 환원 커플을 보여 주었다. autotrophicum HRM2. 이러한 발견에 기초하여,이 설페이트 감소 박테리아는 전극으로부터 미생물 전자 흡수의 생리 학적 및 생화학 적 메커니즘을 해독하는 데 도움이되는 모델 유기체 역할을 할 가능성이있다.
이러한 발견은 최근에 생물 전기 화학 저널에 발표 된 Desulfobacterium autotrophicum HRM2에 의한 전기 영양 활성 및 전기 합성 아세테이트 생산이라는 제목의 기사에 설명되어있다. 이 작품은 펜실베니아 주립 대학교와 펜실베니아 주 웨스트 체스터 대학교의 Zehra Zaybak과 John M. Pisciotta와 Pennsylvania State University의 Bruce E. Logan에 의해 수행되었습니다.
