微生物電解槽を用いた窒素ガス固定とアンモニウムへの変換【JST・京大機械翻訳】

Ortiz-Medina Juan F.; Grunden Amy M.; Hyman Michael R.; Call Douglas F.

文献

J-GLOBAL ID：201902268373337562 整理番号：19A0442573

微生物電解槽を用いた窒素ガス固定とアンモニウムへの変換【JST・京大機械翻訳】

Nitrogen Gas Fixation and Conversion to Ammonium Using Microbial Electrolysis Cells

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巻： 7 号： 3 ページ： 3511-3519 発行年： 2019年
JST資料番号： W5047A ISSN： 2168-0485 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

Ammonia(NH_3)は,エネルギーおよび炭素集約Haber-Boshプロセスを用いて製造される重要な工業化学物質である。窒素ガス(N_2)を固定する微生物からのNH_3の回収は,それらの特殊なニトロゲナーゼ酵素が,高温と圧力を必要とせずに,N_2をアンモニウム(NH_4+)に還元できるので,持続可能な代替物を提供する。本研究は,嫌気性,単一チャンバー微生物電解セル(MECs)を用いて,N_2をNH_4+に変換する可能性を探究した。微生物共同体のエチレンガス(C_2H_4)変換分析に対するN_2固定率は,アノードとカソード間の印加電圧が0.7から1.0Vに増加すると有意に増加し,C_2H_4min~1mg蛋白質の最大値に達し,モデル好気性N_2固定細菌に匹敵した。ニトロゲナーゼ酵素の活性を阻害することができるNH_4+の存在は,N_2固定率を有意に減少させなかった。メチオニンスルホキシミンの添加により,NH4+取り込み阻害剤,NH4+は,5.2×10~-12molのNH4+s~-1cm-2(陽極表面積に正規化)に近づく速度で回収された。消費された電気エネルギーと比較して,MECで回収されたエネルギーに富むメタンガスのために,正規化エネルギー需要[MJmol~-1(NH4+)]は負であった。基板エネルギーを含めると,全エネルギー需要は24MJmol-1と低くなった。アノードバイオフィルムのコミュニティ分析結果は,Geobacter種がNH4+の存在と不在の両方で優勢であり,それらが現在の世代とN_2固定において重要な役割を果たすことを示唆した。本研究は,MECsがNH4+を生成するための新しいルートを提供することを示した。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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電解装置 , 生物燃料及び廃棄物燃料

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