关于增强微生物燃料电池中电活性微生物能量回收和功能的高水平研究论文

近日，客户发表关于增强微生物燃料电池中电活性微生物能量回收和功能的高水平研究论文（IF=8.426）

微生物燃料电池在当前生产和废物去除方面的性能取决于功能群体催化的微生物电子转移。与使用电阻器的被动收获相比，本研究中使用可调电路的有源能量收集显着提高了微生物燃料电池的性能。

1、实验分组

注：CR-无源电阻的最大电流，PR-无源电阻的最大功率，CH-有源能量收集的最大电流，PH-有功能量收集的最大功率。

2、高通量测序：16S rRNA + 宏基因组分析

研究表明，使用可调电路的有源能量收集显着增强了在最大电流或最大功率情况下MFC中的实际废水的电能回收。在高功率或高电流四种不同条件下运行，主动收集使功率输出增加高达240％，电流输出增加45％，库仑效率提高141％。

更重要的是，本研究首次发现这种提升的性能主要是由于阳极上电活性微生物组的电子转移能力增强。动态收获对阳极生物膜产生了选择性压力，并极大地塑造了微生物群落和功能。它促进了电活性细菌的富集，具有更高的电子转移效率，从而提高了反应器性能。

利用16S rRNA和宏基因组学工具，该研究揭示了在不同的收获条件下阳极生物膜上不同的微生物群落群，并且已知的电活性细菌Geobacter的丰度在活跃收获条件下增加了两倍多。在与细胞外电子转移相关的c-型细胞色素基因的丰度增加中发现了类似的趋势。统计分析表明，功能基因的丰度与反应器的电化学性能之间存在强烈的正相关关系。与仅检查一般微生物群落结构的16S rRNA标记基因方法相比，此处使用的宏基因组学揭示了更准确的结构信息以及微生物群落的功能。

宏基因组学分析第60天在最大电流（CR）和功率（PR）下使用电阻器收集的生物阳极群落中的优势微生物（A）门和（B）属以及（C）Geobacter属及其系统发育树的物种水平分布，以及使用有源能量收集电路的最大电流（CH）和功率（PH）。

Active harvesting enhances energy recovery and function of electroactive microbiomes in microbial fuel cells. Applied Energy, 2019.