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微生物電気合成（MES）は微生物電気触媒の一種で、電流を流すことで電気化学セルのカソードを介して生きた微生物に電子が供給されます。微生物は電子を使用して二酸化炭素を還元し、工業的に重要な製品を生成します。電流は理想的には再生可能な電源によって生成されます。[1]このプロセスは、微生物が化合物の酸化から得た電子をアノードに移動させて電流を生成する 微生物燃料電池で使用されるプロセスとは逆です。
微生物電解セルとの比較
微生物電気合成（MES）は微生物電気分解セル（MEC）と関連しています。どちらも微生物とカソードの相互作用を利用して化合物を還元します。MECでは、酢酸などの化学エネルギー源を消費する微生物によって生成される電位を増強するために電源が使用されます。電源と微生物によって提供される合計電位は、水素イオンを分子状水素に還元するのに十分です。[2] MESのメカニズムは十分に理解されていませんが、潜在的な生成物にはアルコールと有機酸が含まれます。[3] MESは、微生物によって消費される基質が電圧電位を提供し、微生物が老化するにつれて低下します。[4] 「MESは、再生可能な（電気）エネルギーとバイオベースの経済のための生物由来の原料を使用することを約束しているため、ますます注目を集めています。」[5]
アプリケーション
微生物電気合成は、従来の発電所または再生可能発電によって生成された電気エネルギーを使用して二酸化炭素から燃料を生成するために使用できます。また、微生物支援電気触媒を介して薬物前駆体などの特殊化学物質を生成するためにも使用できます。[6]
微生物による電気合成は植物に「電力」を供給するためにも利用でき、植物は日光なしでも成長できる。[7] [8] [9]
参照
参考文献
- ^ Nevin KP、Woodard TL、Franks AE、Summers ZM、Lovley DR (2010 年 5 月)。「微生物電気合成: 微生物に電気 を与えて二酸化炭素と水を多炭素細胞外有機化合物に変換する」。mBio . 1 ( 2 )。doi : 10.1128/mBio.00103-10。PMC 2921159。PMID 20714445。
- ^ 「微生物電気分解セル - 細菌を水素生成装置に変える」。Scientific Blogging。2007年 11 月 13 日。
- ^ Moscoviz R, Trably E, Bernet N, Carrère H (2018-07-16). 「環境バイオリファイナリー：混合培養発酵における水素および付加価値バイオ分子の生産に関する最新技術」. Green Chemistry . 20 (14): 3159–3179. doi :10.1039/C8GC00572A.
- ^ Tian JH、Lacroix R、Desmond-Le Quéméner E、Bureau C、Midoux C、Bouchez T ( 2019年4月16日)。「微生物電気合成を統合した微生物電気分解セルのスケールアップ：洞察、課題、展望」。bioRxiv。doi：10.1101/609909。
- ^ Schmitz S 、Nies S、Wierckx N、Blank LM 、 Rosenbaum MA (2015)。「偏性好気性細菌 Pseudomonas putida KT2440 におけるメディエーター ベースの電気活性のエンジニアリング」。Frontiers in Microbiology。6 :284。doi : 10.3389 / fmicb.2015.00284。PMC 4392322。PMID 25914687。
- ^ Rabaey K、Rozendal RA (2010 年 10 月)。「微生物電気合成 - 微生物生産のための電気経路の再検討」。Nature Reviews 。微生物学。8 (10): 706–16。doi : 10.1038/nrmicro2422。PMID 20844557。S2CID 11417035 。
- ^ Strik DP (2017年5月29日). 「革新的なアイデアに贈られるオープンマインド賞」.ワーゲニンゲン大学＆研究センター.
- ^ 「デビッド・ストライクの「暗黒光合成」アイデアがオープンマインド賞を受賞」NWO。
- ^ Sikkema A (2016年11月29日). 「太陽光なしで食料を生産する」.リソース. ワーゲニンゲン大学＆研究.