Microbial electrochemical technologies with the perspective of harnessing bioenergy: Maneuvering towards upscaling

فن آوری های الکتروشیمیایی میکروبی در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده اند که طی آن تحقیقات بنیادی برای اثبات مفهوم با استفاده از میکروارگانیسم ها برای تولید انرژی زیستی در یک محیط فعال مجدد الکترودهای بازسازی انجام شده است. با این حال، این سیستم های الکتروکاتالیست زیستی، چالش های مهمی را در جهت افزایش مقیاس و عملیات عملی ایجاد می کنند. پارامترهای مختلف مانند الکترود، مواد، پیکربندی، بیو کاتالیزور، سینتیک واکنش، تولید و هزینه های عملیاتی، مقاومت به انتقال الکترون و غیره به طور انتقادی عملکرد سیستم های الکتروشیمیایی کاتالیزوری میکروبی را کنترل می کنند. به طور عمده، سطح سطح مواد الکترود، پوشش بیوفیلم در سطح الکترود، غنی سازی باکتری های تنفسی الکترود الکتروشیمیایی و واکنش های کاهش کاتد در افزایش کینتیک واکنش ها به سمت بالا بردن تکنولوژی های الکتروشیمیایی میکروبی کمک می کند. غنی سازی جامعه میکروبی الکتریکی بر روی الکترود آند می تواند با پیش آزمایش الکترود، پتانسیل آند کنترل شده یا جریان الکتریکی، مقاومت خارجی، دمای عملیاتی مطلوب، افزودنی های شیمیایی و زیستی بهبود یابد. مهار رشد متانوژن ها همچنین کارایی کولمبی را افزایش می دهد که یک پارامتر اساسی است که اثربخشی تولید بیوالکتریک را تعیین می کند. با توجه به اجرای عملی این تکنولوژی های الکتروشیمیایی میکروبی، بررسی فعلی به چالش ها و استراتژی هایی برای بهبود عملکرد سیستم های زیست محیطی با توجه به عوامل عملیاتی، فیزیکی، شیمیایی و زیست محیطی به منظور افزایش مقیاس می پردازد. علاوه بر این امکان پذیری برای عملیات درازمدت، زمینه تحقیق در آینده با هزینه های عملیاتی و نگهداری مورد بحث قرار می گیرد تا طیف وسیعی از نقش اجزای سیستم را برای اجرای این فناوری های الکتروشیمیایی بیولوژیکی برای کاربرد عملی ارائه دهد.