CO2からバイオプラスチックへ-ドロップイン電解による電気化学的CO2還元と微生物生成物のカップリング

From CO2 to bioplastic - coupling the electrochemical CO2 reduction with a microbial product generation by drop-in electrolysis.

• Dirk Holtmann
• Markus Stöckl
• Svenja Harms
• Ida Dinges
• Steliyana Dimitrova

抄録

CO2は電気化学的に中間ギ酸塩に還元され、その後、微生物Cupriavidus necatorによるポリマーポリヒドロキシ酪酸(PHB)の生成に唯一の基質として使用されました。生理的な電解質中でのSnベースのガス拡散電極を用いて、最大54%のファラデーック効率(FE)を達成した。このギ酸塩を含む電解質は、以下のような休息細胞による生体高分子製造において、ドロップイン溶液として直接使用することができる。56mg PHB L -1および細胞乾燥重量あたり34% PHBの比率が達成された。このプロセスのために計算された全体的なFEは4%と高かった。電解質をバイオコンバージョンのドロップイン媒体として直接使用することで、中間精製の手間を最小限に抑えた簡素化されたプロセスが可能になります。このようにして、電気化学的プロセスとバイオテクノロジープロセスの間の最適なカップリングを実現することができます。

CO 2 has been electrochemically reduced to the intermediate formate, which was subsequently used as sole substrate for the production of the polymer polyhydroxybutyrate (PHB) by the microorganism Cupriavidus necator . Faradaic efficiencies (FE) up to 54% have been reached with Sn-based gas diffusion electrodes in physiological electrolyte. The formate containing electrolyte can be used directly as drop-in solution in the following biological polymer production by resting cells. 56 mg PHB L -1 and a ratio of 34% PHB per cell dry weight were achieved. The calculated overall FE for the process was as high as 4%. The direct use of the electrolyte as drop-in media in the bioconversion enables simplified processes with a minimum of intermediate purification effort. Thus, an optimal coupling between electrochemical and biotechnological processes can be realized.

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