best365网页版登录翟丹丹课题组在国际著名学术期刊Chemical Engineering Journal发表论文

作者:时间:2024-01-24点击数:

近日,我校best365网页版登录翟丹丹副教授课题组在国际著名学术期刊《Chemical Engineering Journal》(影响因子IF=15.1,中科院1区,化学-工程领域TOP期刊)在线发表了题为“A rational designed synthetic three-species alliance system for synergetic improvement on power generation from microbial fuel cell ”的研究论文,我校为该论文的第一署名单位,best365网页版登录硕士生韩俊莹是该论文的第一作者,翟丹丹副教授和江苏大学雍阳春教授为论文的共同通讯作者。

微生物燃料电池(MFC)是一种实用的电化学系统,不仅可以降解水污染物,还能通过微生物产生电能,是开发绿色能源、控制环境污染的重要技术。虽然MFC是绿色能源,但低功率发电是制约MFC实际应用的关键瓶颈问题。近年来,基因工程、电极修饰、混合系统等方法与技术多被用于改善MFC的产电性能。在这些技术方法中,使用混合系统是最简单、最直接的提高产电能力的手段。混合微生物燃料电池由于物种间的协同作用,其输出功率往往优于单一菌种燃料电池。通过优化设计,以产电模式菌希瓦菌(Shewanella oneidensis MR-1)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)构建三种菌联盟系统,在以葡萄糖为底物的MFC中,三菌联盟系统的最大功率密度达到207 mW/m2,比单一菌种接种的MFC提高了2~58倍。此外,该合成联盟系统可以利用广谱底物(乳糖、蔗糖、麦芽糖、阿拉伯糖、纤维素二糖)发电,并且具有较好的产电性能。电化学和代谢分析表明,这种合成联盟系统在电荷转移、底物利用和生物膜形成方面的协同增强是MFC性能提高的潜在机制。在该体系中,L. plantarum利用葡萄糖产生乳酸作为S. oneidensis MR-1的产电底物和电子供体,P. aeruginosa利用葡萄糖产生另一种电子穿梭体吩嗪类物质,也可以促进S. oneidensis MR-1生物膜的生长,帮助联盟系统更好地传递电子。研究展示了一种通过合理设计的合成细菌群落来提高MFC性能的新策略,为混菌体系产电微生物燃料电池的实际应用提供了技术指导,这将进一步为高性能人工菌群构建提供新思路。

翟丹丹副教授隶属我校生物转化与酶催化技术科技创新团队,团队立足工业生物技术,开发适用于工业化生产的菌株及酶制剂,着力研究大宗农产品的生物转化与精深加工技术及工程化应用,研究方向涉及生物电化学、合成生物学、营养与健康多个领域。近年来,团队成员加强校内外合作,勇于创新,积极进取,以我校为第一完成单位已在《Chemical engineering Journal》《Biomolecules》《Food and chemical toxicolog》等多个国际知名学术期刊上发表了系列重要成果,对助力我校“双一流”创建,推动相关学科内涵质量发展贡献力量。

(best365网页版登录 文/翟丹丹 韩俊莹 审校/屈建航 余汉华 审核/胡元森)


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