Введение
1 Биологические топливные элементы 8
1.1. Устройство и классификация биологических топливных элементов 8
1.2. Особенности работы ферментных топливных элементов 8
1.3. Общие представления о микробном метаболизме 11
1.3.1. Катаболизм углеводов 14
1.3.2. Дыхательная цепь 16
1.3.3. Искусственные акцепторы электронов 18
1.3.4. Особенности брожения осуществляемого микроорганизмами семейства Enterobacteriaceae 20
1.4. Механизмы электронного переноса в микробных топливных элементах
1.4.1. Медиаторный электронный перенос 20
1.4.2. Прямой электронный перенос 26
1.5. Основные проблемы и оптимизация условий работы микробного топливного элемента 28
1.6. Применение микробных топливных элементов 32
1.6.1. Очистка сточных вод 3 2
1.6.2. Седиментные микробные топливные элементы 33
1.6.3. Производство водорода 33
1.6.4. Создание гастророботов 34
2 Методика эксперимента 35
2.1. Материалы и приборы 35
2.1.1. Микроорганизмы 35
2.1.2. Экспериментальная ячейка 35
2.1.3. Реактивы 36
2.1.4. Рабочий электрод 36
2.1.5. Электрохимические измерения 37
2.2. Методика биоэлектрохимического эксперимента 37
2.3. Методика снятия разрядньгх кривых в макете микробного топливного элемента 38
3 Изучение кинетики процесса окисления глюкозы с помощью клеток Escherichia coli в присутствии экзогенных медиаторов методом вращающегося дискового электрода 41
3.1. Электрохимическое поведение редокс-медиаторов в рабочем электролите на стеклографитовом электроде
3.2. Оценка эффективности работы редокс-медиаторов в биоэлектрохимической системе глюкоза — клетки Escherichia coli
4 Изучение каталитической активности микроорганизма Escherichia coli при окислении глюкозы в присутствии экзогенных медиаторов 71
5 Апробация работы микробного медиаторного анода в макете микробного топливного элемента 86
5.1. Электрохимические характеристики микробного медиаторного анода в макете микробного топливного элемента
5.2. Кинетика анодного окисления микробного медиаторного анода 89
Выводы 94
