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用于太阳能驱动 CO2 生物电合成的材料-微生物界面

Material-Microbe Interfaces for Solar-Driven CO Bioelectrosynthesis.

机构信息

Indian Oil Corporation Ltd. R&D Centre, Sector-13, Faridabad, India.

Separation and Conversion Technology, Flemish Institute for Technological Research (VITO), Boeretang 200, 2400 Mol, Belgium; Centre for Advanced Process Technology for Urban Resource Recovery (CAPTURE), 9000 Ghent, Belgium.

出版信息

Trends Biotechnol. 2020 Nov;38(11):1245-1261. doi: 10.1016/j.tibtech.2020.03.008. Epub 2020 Apr 15.

DOI:10.1016/j.tibtech.2020.03.008
PMID:32305152
Abstract

Sustainable production of solar-based chemicals is possible by mimicking the natural photosynthetic mechanism. To realize the full potential of solar-to-chemical production, the artificial means of photosynthesis and the biological approach should complement each other. The recently developed hybrid microbe-metal interface combines an inorganic, semiconducting light-harvester material with efficient and simple microorganisms, resulting in a novel metal-microbe interface that helps the microbes to capture energy directly from sunlight. This solar energy is then used for sustainable biosynthesis of chemicals from CO. This review discusses various approaches to improve the electron uptake by microbes at the bioinorganic interface, especially self-photosensitized microbial systems and integrated water splitting biosynthetic systems, with emphasis on CO bioelectrosynthesis.

摘要

通过模拟自然光合作用机制,可以实现基于太阳能的化学品的可持续生产。为了充分发挥太阳能到化学能生产的潜力,人工光合作用和生物方法应该相辅相成。最近开发的混合微生物-金属界面将无机半导体光收集材料与高效简单的微生物结合在一起,形成了一种新型的金属-微生物界面,帮助微生物直接从阳光中捕获能量。然后,将这些太阳能用于可持续地从 CO 合成化学品。本文综述了各种方法来提高生物无机界面处微生物的电子摄取效率,特别是自敏化微生物体系和集成的水分解生物合成体系,并重点介绍了 CO 生物电化学合成。

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