Generation of electric potential difference across the electrodes of the microbial fuel cell in the anaerobic oxidation of substrates by microbial associations

Abstract

Èç ïðèðîäíûõ è àíòðîïîãåííîãî èñòî÷íèêîâ âûäåëåíî íåñêîëüêî ìèêðîáíûõ àññîöèà-öèé, õîðîøî ðàñòóùèõ íà ãëþêîçå è çíà÷èòåëüíî õóaeå íà àöåòàòå. Çà 3-5 ñóò ðîñòà íà ãëþ-êîçå êóëüòóðû àññîöèàöèé ïîòðåáëÿþò äî 80-95% ñóáñòðàòà îêèñëåíèÿ è ãåíåðèðóþò ðàç-íîñòü ýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåíöèàëîâ (ÐÝÏ) ìåaeäó àíîäíûì è êàòîäíûì ýëåêòðîäàìè ìèêðîáíî-ãî òîïëèâíîãî ýëåìåíòà (ÌÒÝ). Âåëè÷èíà ÐÝÏ çàâèñèò îò ïðèðîäû àññîöèàöèè è ñóáñòðàòà è äîñòèãàåò 400-500 ìÂ. Ãåíåðàöèÿ ÐÝÏ ñîïðîâîaeäàåòñÿ ñäâèãîì â îòðèöàòåëüíóþ îáëàñòü îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíîãî ïîòåíöèàëà (E h ) ñðåäû äî -(400-500) ìÂ. Ýòî óêàçûâàåò íà âûäåëåíèå H 2 ïðè îêèñëåíèè óãëåâîäîâ êóëüòóðàìè àññîöèàöèé. Èñêóññòâåííûå ðåäîêñ-ìåäèàòîðû, òàêèå êàê òåòðàìåòèë-ï-ôåíèëåíäèàìèí, ôåíàçèíìåòîñóëüôàò è áåíçèëâèîëîãåí ñïîñîáñòâóþò óâåëè÷åíèþ äî 15% ÐÝÏ íà ýëåêòðîäàõ ÌÒÝ. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî óâåëè÷åíèå ÐÝÏ, èíäóöèðîâàííîå ðåäîêñ-ìåäèàòîðàìè, îáóñëîâëåíî èõ íåïîñðåäñòâåííûì ó÷àñòèåì â ïå-ðåíîñå ýëåêòðîíîâ îò áàêòåðèé â ñðåäå èíêóáàöèè íà àíîäíûé ýëåêòðîä ÌÒÝ. Ïðÿìîå èç-ìåðåíèå òîêà è ðàçíîñòè ïîòåíöèàëîâ íà ýëåêòðîäàõ â ðåaeèìå "êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ" ïîêà-çûâàåò, ÷òî âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå ÌÒÝ ñîñòàâëÿåò ïðèáëèçèòåëüíî 1 Êîì, à ìîùíîñòü äîñòèãàåò 5 ìêÂò.Êëþ÷åâûå ñëîâà: àññîöèàöèè ìèêðîîðãàíèçìîâ, ðîñò íà ãëþêîçå è àöåòàòå, ìèêðîáíûé òîïëèâíûé ýëåìåíò, ãåíåðàöèÿ ðàçíîñòè ýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåíöèàëîâ.