Electrosíntesis microbiana
La electrosíntesis microbiana (MES) es una forma de electrocatálisis microbiana en la que se suministran electrones a microorganismos vivos a través de un cátodo en una celda electroquímica mediante la aplicación de una corriente eléctrica . Luego, los microorganismos utilizan los electrones para reducir el dióxido de carbono y producir productos industrialmente relevantes. Lo ideal sería que la corriente eléctrica se produjera mediante una fuente de energía renovable. [1] Este proceso es el opuesto al que se emplea en una celda de combustible microbiana , en la que los microorganismos transfieren electrones de la oxidación de compuestos a un ánodo para generar una corriente eléctrica.
Comparación con celdas de electrólisis microbiana
La electrosíntesis microbiana (MES) está relacionada con las celdas de electrólisis microbiana (MEC). Ambas utilizan las interacciones de los microorganismos con un cátodo para reducir los compuestos químicos. En las MEC, se utiliza una fuente de energía eléctrica para aumentar el potencial eléctrico producido por los microorganismos que consumen una fuente de energía química como el ácido acético . El potencial combinado proporcionado por la fuente de energía y los microorganismos es entonces suficiente para reducir los iones de hidrógeno a hidrógeno molecular . [2] El mecanismo de MES no se entiende bien, pero los productos potenciales incluyen alcoholes y ácidos orgánicos. [3] MES se puede combinar con MEC en un solo recipiente de reacción, donde el sustrato consumido por los microorganismos proporciona un potencial de voltaje que se reduce a medida que el microbio envejece. [4] "MES ha ganado cada vez más atención ya que promete utilizar energía renovable (eléctrica) y materia prima biogénica para una economía de base biológica". [5]
Aplicaciones
La electrosíntesis microbiana se puede utilizar para producir combustible a partir de dióxido de carbono utilizando energía eléctrica generada por centrales eléctricas tradicionales o por generación de electricidad renovable. También se puede utilizar para producir productos químicos especiales, como precursores de fármacos, mediante electrocatálisis asistida por microbios . [6]
La electrosíntesis microbiana también se puede utilizar para "alimentar" a las plantas, que pueden crecer sin luz solar. [7] [8] [9]
Véase también
- Electrocombustibles
- Electrohidrogénesis
- Electrometanogénesis
- Glosario de términos sobre pilas de combustible
- Pila de combustible microbiana
Referencias
- ^ Nevin KP, Woodard TL, Franks AE, Summers ZM, Lovley DR (mayo de 2010). "Electrosíntesis microbiana: alimentación de microbios con electricidad para convertir dióxido de carbono y agua en compuestos orgánicos extracelulares multicarbonados". mBio . 1 (2). doi :10.1128/mBio.00103-10. PMC 2921159 . PMID 20714445.
- ^ "Célula de electrólisis microbiana: conversión de bacterias en máquinas de hidrógeno". Blogs científicos . 13 de noviembre de 2007.
- ^ Moscoviz R, Trably E, Bernet N, Carrère H (16 de julio de 2018). "La biorrefinería ambiental: estado del arte en la producción de hidrógeno y biomoléculas de valor agregado en la fermentación de cultivos mixtos". Química verde . 20 (14): 3159–3179. doi :10.1039/C8GC00572A.
- ^ Tian JH, Lacroix R, Desmond-Le Quéméner E, Bureau C, Midoux C, Bouchez T (16 de abril de 2019). "Ampliación de la escala de la celda de electrólisis microbiana que integra la electrosíntesis microbiana: conocimientos, desafíos y perspectivas". bioRxiv . doi : 10.1101/609909 .
- ^ Schmitz S, Nies S, Wierckx N, Blank LM, Rosenbaum MA (2015). "Ingeniería de la electroactividad basada en mediadores en la bacteria aerobia obligada Pseudomonas putida KT2440". Frontiers in Microbiology . 6 : 284. doi : 10.3389/fmicb.2015.00284 . PMC 4392322 . PMID 25914687.
- ^ Rabaey K, Rozendal RA (octubre de 2010). "Electrosíntesis microbiana: revisitando la ruta eléctrica para la producción microbiana". Nature Reviews. Microbiología . 8 (10): 706–16. doi :10.1038/nrmicro2422. PMID 20844557. S2CID 11417035.
- ^ Strik DP (29 de mayo de 2017). “Premio Open Mind a una idea revolucionaria”. Universidad e Investigación de Wageningen .
- ^ "La idea de la "fotosíntesis oscura" de David Strik recibe el premio Open Mind". NWO .
- ^ Sikkema A (29 de noviembre de 2016). "Producción de alimentos sin luz solar". Recurso . Universidad de Wageningen y Centro de Investigación.
