Insight into the Pseudocapacitive Behavior of Electroactive Biofilms in Response to Dynamic-Controlled Electron Transfer and Metabolism Kinetics for Current Generation in Water Treatment

假电容 生物膜 电子转移 材料科学 电子传输链 纳米技术 生物物理学 化学物理 化学 超级电容器 电容 电极 生物化学 生物 遗传学 物理化学 有机化学 细菌
作者
Chao Li,Sujuan Hu,Cheng-cheng Ji,Kexin Yi,Wulin Yang
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:57 (48): 19891-19901 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.est.3c04771
摘要

Electroactive biofilms (EBs) engage in complex electron transfer and storage processes involving intracellular and extracellular mediators with temporary electron storage capabilities. Consequently, electroactive biofilms exhibit pseudocapacitive behaviors during substrate degradation processes. However, comprehensive systematic research in this area has been lacking. This study demonstrated that the pseudocapacitive property was an intrinsic characteristic of EBs. This property represents dynamic-controlled electron transfer and is critical in current generation, unlike noncapacitive responses. Nontransient charge and discharge experiments revealed a correlation between capacitive charge accumulation and current generation in EBs. Additionally, analysis of substrate degradation suggested that the maximum power density (Pmax) changed with the kinetic constants of COD degradation, with pseudocapacitances of EBs directly proportional to Pmax. The interaction networks of key latent variables were evaluated through partial least-squares path modeling analysis. The results indicated that cytochrome c was closely associated with the formation of pseudocapacitance in EBs. In conclusion, pseudocapacitance can be considered a valuable indicator for assessing the complex electron transfer behavior of EBs. Pseudocapacitive biofilms have the potential to efficiently regulate biological reactions and serve as a promising carbon-neutral and renewable strategy for energy generation and storage. An in-depth understanding of the intrinsic property of pseudocapacitive behavior in EBs can undoubtedly advance the development of this concept in the future.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
脑洞疼应助Amor采纳,获得10
1秒前
xx发布了新的文献求助10
1秒前
BENRONG发布了新的文献求助10
2秒前
可爱的函函应助lourahan采纳,获得10
3秒前
服部平次发布了新的文献求助10
3秒前
无限的厉关注了科研通微信公众号
4秒前
4秒前
lwk205完成签到,获得积分10
4秒前
Jasper应助无奈的凡双采纳,获得10
5秒前
6秒前
科研小白发布了新的文献求助10
6秒前
咖啡豆发布了新的文献求助10
9秒前
搞怪曼柔发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI2S应助Henry采纳,获得10
9秒前
11秒前
NTMD发布了新的文献求助10
12秒前
田様应助蓝绝采纳,获得10
15秒前
17秒前
冬瓜完成签到,获得积分10
17秒前
小二郎应助en采纳,获得10
18秒前
seventhcat发布了新的文献求助30
18秒前
ms完成签到,获得积分10
19秒前
满满啊发布了新的文献求助10
20秒前
Yolo发布了新的文献求助10
20秒前
lourahan发布了新的文献求助10
21秒前
怡然怜烟完成签到,获得积分10
21秒前
23秒前
23秒前
星辰大海应助zmm采纳,获得10
23秒前
24秒前
xueying6767发布了新的文献求助10
26秒前
xuli-888完成签到,获得积分10
26秒前
iNk应助科研通管家采纳,获得20
26秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
高分求助中
Lire en communiste 1000
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 800
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Evolution 3rd edition 500
Die Gottesanbeterin: Mantis religiosa: 656 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3171184
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2822083
关于积分的说明 7937925
捐赠科研通 2482524
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1322654
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 633669
版权声明 602627