Polyoxometalate‐Mediated Lignin Oxidation for Efficient Enzymatic Production of Sugars and Generation of Electricity from Lignocellulosic Biomass

生物量(生态学) 木质纤维素生物量 微生物燃料电池 化学 纤维素 木质素 可再生能源 制浆造纸工业 化学工程 废物管理 有机化学 阳极 电极 地质学 工程类 物理化学 电气工程 海洋学
作者
Xuebing Zhao,Yi Ding,Bo Du,J. Y. Zhu,Dehua Liu
出处
期刊:Energy technology [Wiley]
卷期号:5 (8): 1179-1185 被引量:26
标识
DOI:10.1002/ente.201600662
摘要

Abstract Conversion of lignocellulosic biomass to various renewable fuels, chemicals, materials, and electricity has attracted more and more interest in recent decades to decrease the dependence on fossil resources and reduce net CO 2 emissions. Herein, we have developed an integrated process of biomass pretreatment for enzymatic hydrolysis of cellulose coupled with electricity generation with polyoxometalates (POMs) and ferric ion as electron mediators and proton carriers. The pretreatment is a “charging” process, and the re‐oxidation of the POMs is effectively a “discharging” process. The pretreated substrate showed a good enzymatic digestibility (≈80 % cellulose conversion) within a short incubation period (<24 h). Fe 3+ was screened as a cheap, effective liquid mediator to transfer electrons to air, which is the terminal electron acceptor in the “discharging” process. The highest output power densities of 10.8 and 12.4 mW cm −2 were obtained for discharging of reduced H 3 PMo 12 O 40 and H 4 PMo 11 VO 40 , respectively. This power density is 5000–6000 times higher than that of phenol‐fueled microbial fuel cells, and 10 times higher than that of a recently reported direct biomass fuel cell with an air cathode covered with Pt catalyst. Moreover, this work also provides a conceptual combination of a direct biomass fuel cell and a redox flow cell, which can be flexibly switched between electricity generation from biomass and stationary energy storage.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
先锋老刘001完成签到,获得积分10
1秒前
编舟记发布了新的文献求助20
5秒前
木南完成签到 ,获得积分10
9秒前
不想看文献完成签到 ,获得积分10
16秒前
share完成签到 ,获得积分10
20秒前
Diane完成签到,获得积分10
22秒前
缥缈的愫完成签到 ,获得积分10
31秒前
isedu完成签到,获得积分0
41秒前
勤奋的星星完成签到 ,获得积分10
42秒前
惊鸿H完成签到 ,获得积分10
42秒前
46秒前
Robin完成签到 ,获得积分10
50秒前
bji发布了新的文献求助10
51秒前
jiyixiyang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zhangnan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
孙老师完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
DY发布了新的文献求助10
1分钟前
bji完成签到,获得积分10
1分钟前
小冰完成签到,获得积分10
1分钟前
余如龙完成签到,获得积分10
1分钟前
糟糕的翅膀完成签到,获得积分10
2分钟前
悦耳的保温杯完成签到 ,获得积分10
2分钟前
超男完成签到 ,获得积分10
2分钟前
热带蚂蚁完成签到 ,获得积分10
2分钟前
吴老师完成签到 ,获得积分10
2分钟前
醉清风完成签到 ,获得积分10
2分钟前
dongqulong完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Neko完成签到,获得积分0
2分钟前
汉堡包应助无语的成仁采纳,获得10
3分钟前
沉静的便当完成签到 ,获得积分10
3分钟前
xiaolizi完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
Tang完成签到,获得积分10
3分钟前
奔腾小马完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
3分钟前
chaijing发布了新的文献求助10
3分钟前
t铁核桃1985完成签到 ,获得积分0
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6353173
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8168000
关于积分的说明 17191378
捐赠科研通 5409173
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2863606
邀请新用户注册赠送积分活动 1840960
关于科研通互助平台的介绍 1689820