进行生物催化电化学反应的装置和方法

摘要

本发明涉及包含第一电极室，即阳极室和第二电极室，即阴极室的装置，阳极室中的一定量阳极液包含电化学可氧化底物和任选的其它化合物，阴极室中的一定量阴极液包含电化学可还原底物和任选的其它化合物，且阳极室中的阳极至少部分接触阳极液，阴极室中的阴极至少部分接触阴极液，其中所述阳极和阴极经电连接，在阳极和阴极表面上存在催化剂以便分别催化电化学可氧化底物经电化学氧化反应的电化学转化和电化学可还原底物经电化学还原反应的电化学转化，所述催化剂在阳极或阴极的至少一个上包含电化学活性微生物。

主权项

包含第一电极室，即阳极室和第二电极室，即阴极室的装置，阳极室中一定量的阳极液包含电化学可氧化底物和任选的其它化合物，阴极室中一定量的阴极液包含电化学可还原底物和任选的其它化合物，且阳极室中的阳极至少部分接触阳极液，阴极室中的阴极至少部分接触阴极液，其中所述阳极和阴极经电连接，在阳极和阴极表面上存在催化剂以便分别催化电化学可氧化底物经电化学氧化反应的电化学转化和电化学可还原底物经电化学还原反应的电化学转化，所述催化剂在阳极或阴极的至少一个上包含电化学活性微生物，其特征在于，采用包含电化学活性微生物的阳极或阴极中的至少一个作为结合多个电荷导体的多个电容性生物电极颗粒，所述电容性生物电极颗粒能够进行充电和放电，并且所述电容性生物电极颗粒包含第一电导性材料，其上具有电化学活性微生物，第二电导性材料形成的所述多个电荷导体结合入阳极和阴极之间的电连接中，还提供了引起所述生物电极颗粒相对多个电荷导体运动的器件，从而能调控生物电极颗粒和多个电荷导体之间的电接触，从而能够在多个电荷导体处进行生物电极颗粒的充电或放电，其中所述生物电极颗粒具有双层电容性，其中，阳极室被分为充电反应器或反应室以及与之耦联的放电反应器或反应室，其中，优化所述充电反应器或反应室以使得微生物发生电化学反应，并且优化所述放电反应器或反应室以使得充电的电容性生物电极颗粒放电。