微生物电合成（Microbial electrosynthesis)是微生物利用电能作为还原力将CO2、葡萄糖或其它底物还原合成为各种化学品的过程，其系统包括阳极（对电极）、参比电极和阴极（工作电极）。阴极电子在细胞内被转化为还原当量，为胞内CO2的固定、富马酸还原转化丁二酸等提供还原力。随着温室气体排放问题日益严峻，微生物电合成技术作为一种绿色可持续的生物固碳技术，成为当今研究热点。

亮点

• 微生物电合成中增加钛阴极，简单改性促进了氢气的生成；

• 顶空气体再循环改善了H2和CO2的气液传质；

• 卵形孢子虫减排二氧化碳，速率高达0.68–0.7 g醋酸盐/L/d；

• 长期稳定性高达11 g/L醋酸盐，效率达到80%。

  在使用醋酸的微生物电合成（MES）过程中，通过CO2的还原，可以以高还原能力快速生产醋酸盐和其他增值产品，其中H2是关键的电子介质。使用金属阴极析氢可以提高H2的可用性，以支持CO2的高效微生物还原。由于H2的溶解度较低，H2的可用性仅限于细菌。

  在本文中，研究了在MES中同时使用双阴极（一个是常规碳阴极，另一个是允许更高析氢的钛网）时，卵形孢子虫的CO2还原性能。在两组MES中研究了双阴极结构，一组带有普通的卵形链球菌接种石墨棒，另一组带有合成生物膜印迹碳布。此外，MES中的顶空气体被再循环，以增加悬浮液中细菌的H2可用性。与单阴极相比，在-0.9 V vs Ag/AgCl条件下，双阴极结构的CO2还原率较高。且在-0.9 V vs Ag/AgCl，高滴度醋酸盐（高达∼11 g/L）观察到最大瞬时速率为0.68–0.7 g/L/d，这高于文献中报道的使用MES和表面修饰阴极的卵形链球菌的产率。高H2利用率支持了从二氧化碳中高效生产醋酸盐，同时减少了电力输入。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.132188

文章中所用到的电化学分析仪为荷兰PalmSens、型号：MultiEmStat多通道。

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