A microfluidic study of the kinetics of bio-electrochemical oxidation of acetate by a Geobacter sulfurreducens biofilm
Notice bibliographique
Résumé
This work addresses the need for kinetic studies to better understand the mechanisms that are responsible for the outputs from flow-based bioelectrochemical systems (BES). Unlike most kinetic studies, which focus on electron transport, here we consider reaction kinetics with a focus on chemical mass transport. To achieve this, we used a precision microfluidic reactor which accurately controlled acetate concentration ([Ac]), flow rate (Q), and flow direction (tangential and perpendicular), while output current (I) from a mature Geobacter sulfurreducens electroactive biofilm (EAB) was measured. A detailed analysis of the effects of the control variables on the current (I) were evaluated over a long timeframe, between 1 month to nearly 1 year. The results indicate that all experimental parameters have effects on outputs, but overall, age is the dominant factor. After nearly 1 year, current densities were as high as 29.5 A m-1, which is higher than any other 3-electrode experiment on G. sulfurreducens EAB. The main mechanisms for high outputs at early stages appeared to be related to EAB deacidification, whereas for the old EAB, increases were related to significantly higher acetate permeability due to structural changes in the EAB. Additionally, each flow mode exhibits complementary kinetic properties based on a quantitative analysis of apparent enzyme/substrate affinity (KM(app)) and maximum current (Imax) values. Therefore, in addition to providing valuable insights to the biosensors and bioelectronics community, these findings open the door to practical approaches for optimization of BES device design and operation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».