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首页> 外文期刊>Environmental Science & Technology >Silica Colloid Formation Enhances Performance of Sediment Microbial Fuel Cells in a Low Conductivity Soil
【24h】

Silica Colloid Formation Enhances Performance of Sediment Microbial Fuel Cells in a Low Conductivity Soil

机译：二氧化硅胶体的形成增强了低电导率土壤中沉积物微生物燃料电池的性能

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摘要

The performance of sediment microbial fuel cells (SMFCs) is usually limited by the structure, moisture, and salt content of the soil where they are allocated. Despite the influence of soil, so far most of efforts to improve SMFCs have been limited to the hardware design of the bioelectrochemical device. Our main objective was to enhance performance of SMFCs by stimulating the in situ formation of silica colloids in a low conductivity rice paddy soil. Our results have revealed that the presence of a silica colloid network, described by cryo-SEM analysis, reduced soil resistivity, enhanced ion mobility and consequently enhanced the power production by a factor of 10. Furthermore, our silica-supplemented soil showed better utilization of the electron donor, either acetate or natural rice root exudates, by electrogenic microbial populations. Sustainable manipulation of soil micromorphology using environmentally friendly reagents such as silica offers a novel approach for enhancing the performance of in situ microbial electrochemical applications in low conductivity soils, thus silica colloid geoengineering should be considered as part of future applications of SMFCs.
机译：沉积物微生物燃料电池（SMFCs）的性能通常受到分配它们的土壤的结构，水分和盐分的限制。尽管受到土壤的影响，但迄今为止，改善SMFC的大部分努力仅限于生物电化学装置的硬件设计。我们的主要目标是通过刺激低电导率稻田土壤中二氧化硅胶体的原位形成来增强SMFC的性能。我们的结果表明，通过低温SEM分析描述的二氧化硅胶体网络的存在，降低了土壤的电阻率，提高了离子迁移率，因此将发电量提高了10倍。此外，我们的二氧化硅补充的土壤显示出更好的利用电子给体，无论是乙酸根还是天然稻根分泌物，都是通过微生物产生的。使用环境友好的试剂（例如二氧化硅）对土壤微观形态进行可持续处理，为提高低电导率土壤中原位微生物电化学应用的性能提供了一种新颖的方法，因此，二氧化硅胶体地球工程应被视为SMFC未来应用的一部分。

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  • 来源
    《Environmental Science & Technology》 |2013年第4期|2117-2122|共6页
  • 作者

    Ainara Dominguez-Garay; Antonio Berna; Irene Ortiz-Bernad; Abraham Esteve-Nunez;

  • 作者单位

    Department of Analytical Chemistry and Chemical Engineering, University of Alcala, Madrid, Spain;

    Department of Analytical Chemistry and Chemical Engineering, University of Alcala, Madrid, Spain;

    Department of Geology, University of Alcala, Madrid, Spain,Department of Soil Science, University of Granada, Granada, Spain;

    Department of Analytical Chemistry and Chemical Engineering, University of Alcala, Madrid, Spain,IMDEA-AGUA Parque Tecnologico de Alcala, Madrid, Spain;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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  • 正文语种 eng
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