Pyrogenic carbon facilitated microbial extracellular electron transfer in electrogenic granular sludge via geobattery mechanism

化学 电子转移 胞外聚合物 细胞外 电化学 碳纤维 生物膜 电子供体 胞外多糖 化学工程 细菌 多糖 电极 有机化学 生物化学 催化作用 材料科学 生物 复合数 物理化学 工程类 复合材料 遗传学
作者
Nannan Zhao,Yuhang Liu,Yifeng Zhang,Zhongjian Li
出处
期刊:Water Research [Elsevier BV]
卷期号:220: 118618-118618 被引量:39
标识
DOI:10.1016/j.watres.2022.118618
摘要

Electroactive pyrogenic carbon (PC) is an intriguing candidate for realizing the ambitious goals of large-scale applications of microbial electrochemical technologies (METs). In this study, PC was employed to promote the extracellular electron transfer (EET) within the electrogenic granular sludge (EGS) by acting as an electron conduit. The pecan shell-derived PC prepared at three temperatures (600, 800, and 1000 ˚C) contained rich oxygenated-functional moieties (mainly quinone) on the surface, endowing a good electron transfer capacity (EEC). The maximum current density (Jmax) of EGS with PC amendment outperformed the control EGS without PC amendment, i.e., 100-132 times higher than Jamx of EGS in the absence of PC. Among various pyrolysis temperatures, the PC derived from 600 ˚C produced the highest Jmax (0.40 A/ m2), 0.67-times, and 0.33-times higher than that of PC derived from 800 and 1000 ˚C, respectively. Furthermore, more polysaccharides were secreted in extracellular polymeric substance with PC amendments. The microbial community analysis demonstrated that the PC favored the growth of electroactive bacteria over methanogens. The metabolic pathway revealed that PC induced more functional enzymes in the quinone biosynthesis and cytochrome c and heme synthesis, resulting in an enhanced EET. The EEC of PC was responsible for the EET enhancement effect via PC acting as a geobattery to wire up the EGS and electrodes. Overall, this study pinpoints the finding of PC role in a mixed electroactive biofilm and provides a wide scenario of the PC applications in MET at large scales.

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
yan完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
笨笨映寒完成签到,获得积分10
4秒前
怡然的怀绿完成签到,获得积分10
5秒前
NNi发布了新的文献求助10
6秒前
刻苦棒球发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
疯子不风完成签到,获得积分10
9秒前
mufeixue发布了新的文献求助10
11秒前
刻苦棒球完成签到,获得积分10
13秒前
黑色卡布奇诺完成签到,获得积分10
14秒前
C1stues完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
研小白应助张sir采纳,获得30
20秒前
研小白应助张sir采纳,获得30
20秒前
突突突发布了新的文献求助10
20秒前
面汤完成签到 ,获得积分10
21秒前
酷波er应助Wangwf采纳,获得10
22秒前
刘丰完成签到 ,获得积分10
23秒前
NNi发布了新的文献求助10
25秒前
z_king_d_23发布了新的文献求助10
26秒前
hbsand完成签到,获得积分10
26秒前
chenxilulu完成签到,获得积分10
26秒前
️语完成签到 ,获得积分10
27秒前
17835152738完成签到,获得积分10
30秒前
黑山羊完成签到,获得积分10
31秒前
1526完成签到,获得积分10
32秒前
梅干菜鲜肉粽完成签到 ,获得积分10
34秒前
murphy发布了新的文献求助10
35秒前
哭泣凡阳应助达达采纳,获得10
37秒前
研友_zndy9Z完成签到,获得积分10
38秒前
舒先生完成签到,获得积分10
40秒前
murphy完成签到,获得积分10
45秒前
糕糕完成签到 ,获得积分10
46秒前
46秒前
NNi发布了新的文献求助10
47秒前
moos完成签到 ,获得积分10
48秒前
48秒前
英俊的铭应助kirin采纳,获得10
51秒前
SIHUONIANHUA发布了新的文献求助10
51秒前
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
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
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 6355858
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8170527
关于积分的说明 17201202
捐赠科研通 5411774
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2864385
邀请新用户注册赠送积分活动 1841922
关于科研通互助平台的介绍 1690224