先端化学工学ジャーナル

概要

断続的な限界陽極電流刺激が陽極バイオフィルムの電気活性に与える影響

エンレン・チャン *、チンリン・ユー、ヨンカイ・チャン *、キース・スコット、グオワン・ディアオ

電気活性バイオフィルムは、バイオ電気化学システムの重要な構成要素です。電位適応方法（つまり、一定の外部抵抗または平衡陽極電位での動作）によって形成された陽極バイオフィルムは、通常、限界電流に適応する能力がありません。本研究では、間欠限界陽極電流の適用に基づく戦略を初めて採用し、陽極バイオフィルムの電流適応成長を直接刺激し、高電流適応性を備えた電気活性バイオフィルムを得ることを目指しました。一連の間欠限界陽極電流刺激は、陽極バイオフィルムの電気活性を高めるのに有効です。薄いバイオフィルムから一連の間欠限界陽極電流を適用することで、細胞外ポリマー物質の生成が少ない多孔質の厚い陽極バイオフィルムが得られ、堅牢な陽極バイオフィルムが生成されます。堅牢な陽極バイオフィルムでは、9.5 A m−2の高い動作電流で、4.35 W m−2の高い安定した出力を達成できます。本研究では、電流が電気活性バイオフィルムの性能に影響を与える重要な要因であることを示しており、高性能の電気活性バイオフィルムの成長のために代替の電流適応法が開発される可能性があることを示唆しています。