[发明专利]微生物电化学系统在生产挥发性脂肪酸中的应用

说明书

本发明提供微生物电化学系统在生产挥发性脂肪酸中的应用。微生物电化学系统的阳极液中含有镉离子，镉离子的浓度为0.5‑10mg/L。本发明利用镉离子促进产挥发性脂肪酸，产酸效果良好，镉离子价格低廉，经济可行。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，特别是涉及微生物电化学系统在生产挥发性脂肪酸中的应用。

背景技术

微生物电化学系统是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能及其它产物的装置，其原理是微生物在阳极厌氧条件下，有机物在微生物的作用下产生的电子因为没有氧气做为电子受体而存在两种流向路径：一是电子通过胞外电子传递的方式，并通过外电路传递到阴极，形成电流；二是电子最终以挥发性脂肪酸的形式存在。由于微生物电化学系统目前受电极材料、库伦效率以及电能储存等方面的限制，因此微生物电化学系统产电投入应用这一设想尚不成熟，造成微生物电化学系统的产电应用价值受到严重限制，使得微生物电化学系统的产业利用价值较低，现有微生物电化学系统的乙酸等挥发性脂肪酸产量较低，造成其在生产挥发性脂肪酸方面的产业利用价值也较低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供微生物电化学系统在生产挥发性脂肪酸中的应用，用于解决现有技术中微生物电化学系统的产业利用价值低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供微生物电化学系统在生产挥发性脂肪酸中的应用。本发明的主要作用原理为：重金属镉离子会改变电活性微生物膜的代谢途径，当溶液中镉离子浓度为0.5-10mg/L时，电活性生物膜上的发酵菌不受影响，而产电菌产电则受到轻微抑制，使得乙酸营养型微生物产电受到抑制，乙酸积累，并且随着系统运行周期数的增加，乙酸浓度逐渐增加。

可选地，所述阳极液中镉离子浓度为0.5-10mg/L，具体可以为0.5mg/L、0.6mg/L、0.7mg/L、0.8mg/L、0.9mg/L、1mg/L、1.5mg/L、2mg/L、2.5mg/L、3mg/L、3.5mg/L、4mg/L、4.5mg/L、5mg/L、5.5mg/L、6mg/L、6.5mg/L、7mg/L、7.5mg/L、8mg/L、8.5mg/L、9mg/L、9.5mg/L、10mg/L等，优选为0.5-8mg/L，更优选为0.5-5mg/L，更优选为0.5-3mg/L，更优选为0.5-1mg/L。

可选地，镉离子的价态包括+1、+2、+3、+6等，优选地，所述镉离子为+2价。

可选地，所述挥发性脂肪酸为乙酸和/或丙酸，优选为乙酸。

可选地，所述阳极液含有葡萄糖、缓冲液，优选地，所述阳极液中葡萄糖浓度为4-6mmol/L，缓冲液浓度为40-60mmol/L，更优选地，所述葡萄糖浓度为5mmol/L、所述缓冲液浓度为50mmol/L。

可选地，所述阳极液还含有痕量重金属元素和维生素。