Введение в биотехнологию. Шлейкин А.Г - 59 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

Университет ИТМО | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

59
вительных процессах. Принцип преобразования энергии окислитель-
но-восстановительных реакций в электрическую в настоящее время
широко используется в датчиках и анализаторах. Они используются
для определения концентраций глюкозы, спирта и других веществ
в крови, выдыхаемом воздухе и других биосредах. Механизм гене-
рации электрических импульсов широко распространен в биосфере,
он доведен до совершенства у электрических скатов, угрей и некото-
рых других животных.
Впервые получил электрический ток биологического происхож-
дения английский ботаник С.М. Поттер в 1910 г. Погрузив один пла-
тиновый электрод в анаэробную культуру кишечной палочки, а дру-
гой – в стерильную аэробную среду, он зарегистрировал слабый элек-
трический ток напряжением 0,3–0,5 В, силой 0,2 мА. За последние
годы разработаны разные типы регенерируемых (самовосстанавли-
вающихся) биотопливных элементов, в которых используется энер-
гия глюкозы, спиртов и других субстратов, окисляющихся при уча-
стии ферментов (дегидрогеназ) микроорганизмов. На рис. 2 приведена
схема работы такого элемента.
Электроны и протоны, образующиеся при окислении биосуб-
стратов, движутся раздельно по системам переносчиков, соответст-
венно, к аноду и к катоду благодаря ионоселективности (избиратель-
ной пропускной способности) биологических мембран. При замыка-
нии цепи в ней возникает электрический ток. Наиболее совершенные
биоэлектрические элементы дают плотность тока до 40 мА/см
2
и мощность 1 кВт и являются экономически выгодными. Они могут
работать от нескольких недель до месяцев. Теоретически в качестве
топлива в таких реакторах можно использовать любые вещества,
в том числе содержащиеся в бытовых и промышленных отходах,
на которых способны расти микробы. Вероятно, в скором времени
они будут внедрены в практику.
Анод (+)
4
е
Электроток
Катод (–) + О
2
4
е
Селективная мембрана 4Н
+
е
, Н
+
Биосубстрат
Рис. 2. Схема регенерируемого биоэлектрического элемента

Страницы