第一作者：PriyankaGupta
通讯作者：印度坎普尔理工学院NishithVerma教授
摘要：
微生物电合成（MES）与光催化材料相结合是一种新型的二氧化碳（CO2）利用技术，在减缓CO2排放方面具有巨大潜力。本研究首次证明，在利用活性碳纤维（ACF）支撑的g-C3N4-NiCoWO4光阳极和g-C3N4生物阴极的光辅助MES系统中，CO2可有效生成甲酸盐。制备的NiCoWO4-g-C3N4/ACF形成了Z型异质结，从而增强了对电子-空穴对的抑制。一些表征技术证实了NiCoWO4在g-C3N4/ACF上的成功结合。原子吸收光谱表明，光阳极具有很高的化学稳定性，在反应介质中没有任何金属浸出。循环伏安法测试表明，光阳极上的析氧反应（OER）得到改善，过电位显著降低(～0.12V）。瞬态光电流测量显示～在光照下，NiCoWO4-g-C3N4/ACF的光电流是g-C3N4/ACF的1.05倍，表明NiCoWO4和g-C3N4/ACF之间形成了Z型异质结。能带排列、清除剂分析和电子自旋共振光谱结果进一步证实了Z-方案电荷转移机制。在可见光照射下，每天在MES系统中合成约12.8mM甲酸盐，约为黑暗中的两倍。太阳能转化为甲酸盐的效率为1.48%。提出的机制表明，光诱导空穴在光阳极上引发OER，而从废水中分离出来的大肠杆菌在生物阴极上释放甲酸脱氢酶。本研究提供了一种高效的支持型光阳极，用于收集太阳光，并与MES细胞中的生物阴极相结合，以实现可持续的高生物化学物质形成率。
研究亮点：
（1）合成了一种新型ACF负载NCW-gCN光阳极。
（2）在光电MES中使用NCWgCN/ACF可有效提高阳极的OER。
（3）污水中分离出的大肠杆菌成功用于CO2减排。
（4）基于光阳极和生物阴极的MES生产～每天12.8毫摩甲酸盐。
（5）在MES电池中测定了1.48%的太阳能-甲酸转换效率。
图1.文章信息
图2.图形摘要
图3.微生物电合成活性
图4.反应原理
浮生若梦转发是最好的赞赏！
