[发明专利]一种将氢气和二氧化碳转化为乙酸的装置与方法

权利要求书

1.一种将氢气和二氧化碳转化为乙酸的方法，其特征是：

利用如下装置，所述装置包括密封的电解池、阳极电极、阴极电极、外部直流电源、进气管和排气管；电解池内有脱氧的培养基；阳极电极和阴极电极置于电解池内，且通过导线分别连接外部直流电源的高电位端和低电位端；进气管和排气管连接电解池内部；

所述方法步骤如下：

将电活性厌氧甲烷营养古菌和产甲烷菌接入装有脱氧的培养基的电解池中，加入乙酸钠培养电活性厌氧甲烷营养古菌；

通过进气管向电解池内通入H₂和CO₂的混合气体，所通入的混合气体中H₂和CO₂的体积比为80：20，培养产甲烷菌；

当电活性厌氧甲烷营养古菌和产甲烷菌培养完成，停止加乙酸钠；再向电解池中加入氧化态蒽醌-2,6-二磺酸盐或/和Fe³⁺，使外部直流电源的电压设定为-0.3V--2.0V；

产甲烷菌将通入电解池内的H₂和CO₂转化为甲烷，在氧化态蒽醌-2,6-二磺酸盐或/和Fe³⁺的介导下，甲烷被电活性厌氧甲烷营养古菌氧化，产生乙酸、二氧化碳、还原态蒽醌-2,6-二磺酸盐和/或Fe2+、质子，还原态蒽醌-2,6-二磺酸盐和/或Fe²⁺在阳极电极被氧化产生电子，产生的电子在外加电压作用下迁移到阴极电极与质子结合形成H2，产甲烷菌再次将H₂和CO₂合成甲烷，甲烷又被电活性厌氧甲烷营养古菌氧化产生乙酸，如此循环产生乙酸。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是：

所述培养基为DSMZ Medium 141培养基，DSMZ Medium 141培养基的成分为：

KCl 0.34g/L；MgCl₂·6H₂O 4.00g/L；MgSO₄·7H₂O 3.45g/L；NH₄Cl 0.25g/L；CaCl₂·2H₂O 0.14g/L；K₂HPO₄0.49g/L；NaCl 18.00g/L；质量体积浓度0.1％的Fe(NH₄)₂(SO₄)·6H₂O溶液2mL/L；甲醇3.20g/L；甲酸钠3.40g/L；酵母提取物2.00g/L；蛋白胨2.00g/L；质量体积浓度0.1％的刃天青溶液0.50mL/L；NaHCO₃5.00g/L；微量元素溶液10mL/L；微量维生素10.00mL/L；一水L-半胱氨酸盐酸盐0.50g/L；Na₂S·9H₂O 0.50g/L；去离子水1000.00mL/L；

其中，微量元素溶液组成为：氨三乙酸1.5g/L，MgSO₄·7H₂O 3.0g/L，MnSO₄·H₂O 0.5g/L，NaCl 1.0g/L，FeSO₄·7H₂O 0.1g/L，CoCl₂·6H₂O 0.1g/L，CaCl₂0.1g/L，ZnSO₄·7H2O0.1g/L，CuSO₄·5H₂O 0.01g/L，AlK(SO₄)₂·12H₂O 0.01g/L，H₃BO₃0.01g/L，Na₂MoO₄·2H₂O0.01g/L，去离子水1.0L/L；

微量微生素溶液组成为：生物素2.0mg/L，叶酸2.0mg/L，维生素B6盐酸盐10.0mg/L，盐酸硫胺5.0mg/L，维生素B25.0mg/L，烟酸5.0mg/L，D-泛酸钙5.0mg/L，维生素B120.1mg/L，对氨基苯甲酸5.0mg/L，硫辛酸5.0mg/L，去离子水1.0L/L。