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
Laly发布了新的文献求助10
刚刚
霸气蛋挞发布了新的文献求助10
1秒前
DaLi123发布了新的文献求助10
2秒前
Sun1314关注了科研通微信公众号
2秒前
jeffshan发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
子义发布了新的文献求助10
3秒前
leadsyew完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
白工关注了科研通微信公众号
4秒前
Lanyx发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
Serein完成签到,获得积分10
6秒前
壹贰叁完成签到,获得积分10
6秒前
Ronin123456发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
zzu应助安详的惜梦采纳,获得10
7秒前
英俊的铭应助yy采纳,获得10
7秒前
橘子树77发布了新的文献求助10
7秒前
淡定鞋垫完成签到 ,获得积分20
8秒前
8秒前
喜悦傲晴发布了新的文献求助10
10秒前
逸风望发布了新的文献求助20
11秒前
junet完成签到,获得积分10
11秒前
门板发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
XING发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
YSM完成签到,获得积分20
13秒前
但星火永不坠落完成签到,获得积分10
15秒前
田様应助砥砺前行采纳,获得10
15秒前
15秒前
李雨婷发布了新的文献求助10
17秒前
芋头发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI2S应助香香香采纳,获得10
19秒前
Yankexin发布了新的文献求助30
20秒前
20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
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 3000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
High Pressures-Temperatures Apparatus 1000
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
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 6318614
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8134959
关于积分的说明 17053558
捐赠科研通 5373483
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2852399
邀请新用户注册赠送积分活动 1830192
关于科研通互助平台的介绍 1681830