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电-微生物协同系统用于CO2高值转化的研究进展
韩林, 郭禹曼, 李燕, 曹珩珩, 李嘉婧, 杨明浩, 汪萌萌, 李晋萍, 吕永琴
合成生物学    DOI:10.12211/2096-8280.2025-070


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图12 连续流电-微生物耦合CO2电解-发酵系统示意图102
正文中引用本图/表的段落
在另一项代表性工作中,Lim等人开发了一个半分离型异位耦合平台,用于实现从气态CO2到PHB的高效转化(图12)[102]。该系统首先采用沉积有Sn催化剂的气体扩散电极将CO2电还原为甲酸,再通过循环系统将甲酸输送至微生物发酵单元,由R. eutropha细菌将其转化为PHB。在优化操作条件下,系统在120小时内获得了1.38 g的PHB,产率达到11.5 mg/h,展现出电催化产物高效生物利用与多碳聚合物积累的良好协同。
原位耦合与异位耦合的对比 ...
Strongly coupled Ag/Sn-SnO2 nanosheets toward CO2 electroreduction to pure HCOOH solutions at ampere?level current
1
2024
... 其中,电催化CO2还原在电解池阴极发生,反应器结构的设计对于中间产物的分离与利用至关重要.传统的H型电解池在电解质分离与产物提取方面存在较大限制,近年来逐步发展出多种新型电催化反应器,如膜电极组件(MEA)、气体扩散电极(GDE)反应器、固态电解质反应器等,显著提升了CO2还原的转化效率与产物选择性[99100]. ...
Structuring Cu membrane electrode for maximizing ethylene yield from CO2 electroreduction
1
2024
... 其中,电催化CO2还原在电解池阴极发生,反应器结构的设计对于中间产物的分离与利用至关重要.传统的H型电解池在电解质分离与产物提取方面存在较大限制,近年来逐步发展出多种新型电催化反应器,如膜电极组件(MEA)、气体扩散电极(GDE)反应器、固态电解质反应器等,显著提升了CO2还原的转化效率与产物选择性[99100]. ...
Converting CO2 to single-cell protein via an integrated electrocatalytic-biosynthetic system
1
2024
... 在设计半分离型电催化-生物合成集成系统时,需同时兼顾两个关键因素:电解液碱性环境对微生物活性的抑制作用,以及培养基成分对电催化性能的影响(特别是阴极可能发生的阳离子沉积问题).面对这种问题,Cui等人提出了一种创新性的解决方案:优化细菌在电解液中适应性的同时,引入膜电极组件和双电极流通池系统[101].流通池中甲酸的了连续生产为Paracoccus communis提供了类似于分批补料的环境,该系统实现了0.114 OD h?1的指数生长速率和2.6 g L?1的细胞干重积累,其中单细胞蛋白含量达45%,电能至生物质的转化效率达9.2%.该工作通过系统优化解决了电催化与生物合成模块的兼容性问题,后续通过氮代谢的优化,有望进一步提高蛋白产量. ...
Biohybrid CO2 electrolysis for the direct synthesis of polyesters from CO2
4
2023
... 在另一项代表性工作中,Lim等人开发了一个半分离型异位耦合平台,用于实现从气态CO2到PHB的高效转化(图12)[102].该系统首先采用沉积有Sn催化剂的气体扩散电极将CO2电还原为甲酸,再通过循环系统将甲酸输送至微生物发酵单元,由R. eutropha细菌将其转化为PHB.在优化操作条件下,系统在120小时内获得了1.38 g的PHB,产率达到11.5 mg/h,展现出电催化产物高效生物利用与多碳聚合物积累的良好协同. ...

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