Page 17 - 《精细化工》2020年第9期
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第 9 期 刘远峰，等: 微生物燃料电池中阳极产电菌的研究进展 ·1731·
图 3 胞外电子传递路径：硫还原地杆菌（a），希瓦氏菌（b），沼泽红假单胞菌（c），铁氧化革兰氏阴性菌（d） [14-15]
Fig. 3 Extracellular electron transfer pathways: Geobacter sulfurreducens (a), Shewanella oneidensis (b), Rhodopseudomonas
palustris (c), Sideroxydans lithotrophicus (d) [14-15]
直接电子传递还可以通过从微生物表面延伸到 的过程，菌毛蛋白协助胞内电子穿过细胞外膜并到达电
细胞外基质的纳米导线传输电子，通常具有独特性质 极表面，可见菌毛具有纳米导线的作用。研究报道 [18] ，
的鞭毛或者菌毛可作为纳米导线。鞭毛的主要作用是 菌毛与铁氧化物的直接接触对铁氧化物的还原至关重
通过摆动来控制细胞的运动，但它同时也参与直接电 要，在铁氧化物丰富的环境中，硫还原地杆菌可还原
子传递 [14,17] 。四型菌毛在微生物黏附及运动功能中发 Fe(Ⅲ)氧化物将其用作终端电子受体。电极表面的单
挥了重要作用，同时也对细菌与电极表面起到了连接 层浮游细胞输出的功率密度与电极表面积有关，当缺
作用，图 4 描绘了细菌表面菌毛结构及菌毛传递电子 乏足够的供纳米导线附着的空间时，产电效率降低。
图 4 纳米导线微观结构 [14,17]
Fig. 4 Microstructure of nanowires [14,17]
1.2 间接电子传递 移，因此，需要添加一些介质来促进电子的传递。
电子传递的另一种机制是通过氧化还原穿梭体 当有电子产生时，这些氧化态的介质被还原，然后
来实现电子转移，由于大多数微生物细胞的外层由 穿过细胞膜，将电子释放到阳极电极，这种循环过
不导电的脂质膜、肽聚糖及脂多糖组成，通常这些 程加快了电子传递速率，从而增加了功率输出 [19] 。
物质作为电子传递的抑制剂，阻碍了电子的直接转 间接电子传递机制需要添加人工介质或通过分
