微生物燃料电池中

微生物群落作产电微生物
一些研究表明，在MFC产电微生物群落中地杆菌属 或希瓦氏菌属是优势菌体。但也有一些研究中表明， MFC中的微生物群落具有更加广泛的多样性 Xing等 以废水为产电微生物群落的来源，发现连续给予光 强为4 000 lx的光照，会改变阳极上附着的产电微生 物群落，改变后的产电微生物群落以光合微生 物 ．palustris和G．sulfurre&cer~为优势菌，并且 当以葡萄糖为电子供体时的功率密度提高了8％～ 10％，以醋酸盐为电子供体时的功率密度提高了34 ％ 。Fedorovich等以海洋沉积物为产电微生物群落 的来源，当以乙酸盐为电子供体时，产电微生物群 落以弓形菌属中的A．butzleri strain ED一1和弓形 菌Arcobacter-L为优势菌(占90％以上)，所得最大 的功率密度为296 mw／Ua+。
展望
未来，MFC产电微生物的研究将主要 集中在以下几个方面：筛选更多优良 的产电菌种；基因改造获得高效产电 菌株；产电微生物的代谢途径和电子 向阳极的传递机制；寻找微生物群落 产电的驯化富集方法；MFC生物膜的 微生物生态学研究；选择合适菌种组 合。
谢谢观看！
MFC产电微生物的研究进展
细菌类的产电微生物 真菌类的产电微生物 光合微生物类的产电微生物 微生物群落作产电微ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物
地杆菌Geobacteracae家族中的产电菌 希万氏菌Shewanela家族的产电菌 假单孢菌属(Pseudomonas)属中的产 电菌 弓形茵属(Arcobacter)属中的产电菌 产氢细菌家族的产电菌 铁还原红育菌
MFC工作原理
MFC可以利用各种有机物、微生物呼吸的代 谢产物、发酵产物、污水等作为燃料，通过 微生物作用进行能量转换，把代谢产生的电 子传输到细胞表面上，然后电子从细胞表面 通过电子传递中介体(由人工添加或微生物 自身代谢产生)或直接接触转移到电池极经 外电路，阳极上的电子到达阴极，产生外电 流；同时将产生的质子通过质子交换(PEM) 传递到阴极室，在阴极与电子、氧气反应生 成水，实现电池内电荷的传递，从而完成整 个生物电化学过程和能量转化过程
微生物燃料电池(microbial fuel cell， 简称MFC，是一种利用微生物代谢产 生电能的方法。目前，MFC的研究还 处于实验室阶段和小规模试验阶段， 功率输出比较低，这与电池构型、电 极材料、膜材料、产电微生物等多方 面的因素有关，但产电微生物氧化有 机物并向阳极传递电子的能力是影响 MFC电能输}{J的主要内因。因此，选 择高效的产电微生物至关重要。
异常汉逊酵母(Hansenula anomala)是 一种酵母真菌，当以葡萄糖为电子供 体时产生的最大体积功率密度为2.9 w/m3.它能通过外膜上的电化学活性酶 将电子直接传递到阳极表面，研究表 明膜上存在乳酸脱氢酶、NADH一铁氰 化物还原酶、NADPH---铁氰化物还原 酶和细胞色素b5 。
光合微生物类的产电微生物
沼泽红假单孢菌是光合产电菌，该菌能利用醋酸、 乳酸、乙醇、戊酸、酵母提取物、延胡索酸、甘油、 丁酸、丙酸等产电。以醋酸盐作电子供体， 由其催 化的MFC最大输出功率密度高达2 720mW／m2， 高于相同装置菌群催化的MFC 。小球藻为一类普生 性单细胞绿藻，是一种光能自养型微生物。何辉等 构建的由其催化的MFC最大输出功率密度为 11．82mW／m：，且电子传递主要依赖于吸附在 电极表面的藻，而与悬浮在溶液中的藻基本无关。 上述这些光合微生物是否是不需要任何形式的电子 中介体而能直接向阳极传递电子，目前的研究结果 还不能给予肯定。
假单孢菌属(Pseudomonas)属中的产电菌铜 绿假单孢菌属于兼性好氧菌，能够代谢产生 绿脓菌素作为自身或其他菌种的电子穿梭体， 将电子传递到阳极上．是最早报道的能够产 生电子穿梭体的微生物，从而丰富了MFC中 电子传递机制的认识。但绿脓菌素具有毒性， 并非理想的产电微生物。能够以复杂有机物 喹啉为电子供体产电，其电子传递机制一方 面是附着在阳极上的菌体自身菌膜中的某些 蛋白质向阳极传递电子，另一方面是依靠附 着在电极上的代谢产物传递电子。
微生物燃料电池中产电微生物 的研究进展
09092213廖琳玲
随着人口的增长，社会和经济的发展，全世 界范围内以不可再生资源(石油、煤和天然 气)为主要能源的状况在未来将难以继续。 人类面临能源危机的同时，还要面对因使用 这些化石燃料对环境造成的破坏从而导致的 全球气候恶化等影响。因此，开发和利用可 再生能源已经成为世界能源可持续发展战略 的重要组成部分。