Bacteria–photocatalyst sheet for sustainable carbon dioxide utilization

光催化 二氧化碳 人工光合作用 碳纤维 太阳能燃料 二氧化钛 原材料 材料科学 化学 化学工程 纳米技术 制浆造纸工业 催化作用 有机化学 复合材料 工程类 复合数
作者
Qian Wang,Shafeer Kalathil,Chanon Pornrungroj,Constantin D. Sahm,Erwin Reisner
出处
期刊:Nature Catalysis [Springer Nature]
卷期号:5 (7): 633-641 被引量:45
标识
DOI:10.1038/s41929-022-00817-z
摘要

The clean conversion of carbon dioxide and water to a single multicarbon product and O2 using sunlight via photocatalysis without the assistance of organic additives or electricity remains an unresolved challenge. Here we report a bio-abiotic hybrid system with the non-photosynthetic, CO2-fixing acetogenic bacterium Sporomusa ovata grown on a scalable and cost-effective photocatalyst sheet consisting of a pair of particulate semiconductors (La and Rh co-doped SrTiO3 (SrTiO3:La,Rh) and Mo-doped BiVO4 (BiVO4:Mo)). The biohybrid effectively produces acetate (CH3COO–) and oxygen (O2) using only sunlight, CO2 and H2O, achieving a solar-to-acetate conversion efficiency of 0.7% at ambient conditions (298 K, 1 atm). The photocatalyst sheet oxidizes water to O2 and provides electrons and hydrogen (H2) to S. ovata for the selective synthesis of CH3COO– from CO2. To demonstrate utility in a closed carbon cycle, the solar-generated acetate was used directly as feedstock in a bioelectrochemical system for electricity generation. These semi-biological approaches thus offer a promising strategy for sustainably and cleanly fixing CO2 and closing the carbon cycle. Conversion of CO2 to fuels or chemicals via artificial photosynthesis usually requires the assistance of organic additives or electricity. Now, a biohybrid system is reported consisting of a photocatalyst sheet and bacteria producing acetate and O2 from CO2 and H2O using sunlight as the sole energy input.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
hj完成签到,获得积分10
刚刚
一車十子寒完成签到,获得积分20
刚刚
开朗紫发布了新的文献求助10
2秒前
齐涔发布了新的文献求助10
2秒前
小谷完成签到,获得积分20
2秒前
寒冷保温杯关注了科研通微信公众号
3秒前
4秒前
4秒前
西早07完成签到,获得积分10
4秒前
苏格拉底的嘲笑完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
北雨完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
别吃我的鱼完成签到,获得积分10
9秒前
彭于晏应助微风418采纳,获得50
9秒前
爱鱼人士给HU的求助进行了留言
10秒前
齐涔完成签到,获得积分10
10秒前
阿宅完成签到,获得积分10
11秒前
sonho完成签到,获得积分10
11秒前
Master-wang完成签到,获得积分10
11秒前
埃特纳氏完成签到 ,获得积分10
12秒前
eric发布了新的文献求助10
12秒前
明理的寒云完成签到,获得积分10
12秒前
木头杨完成签到 ,获得积分10
12秒前
CodeCraft应助流歌采纳,获得10
13秒前
yyl完成签到 ,获得积分10
13秒前
minus发布了新的文献求助10
14秒前
vane发布了新的文献求助50
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
17秒前
17秒前
端庄的未来完成签到,获得积分10
18秒前
qingqing168完成签到,获得积分10
18秒前
十元一斤完成签到,获得积分10
19秒前
小瓶子完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
英俊的小蝴蝶完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
The three stars each : the Astrolabes and related texts 1070
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
少脉山油柑叶的化学成分研究 530
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2408093
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2104511
关于积分的说明 5313066
捐赠科研通 1832023
什么是DOI,文献DOI怎么找? 912861
版权声明 560722
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 488080