CO2からの微生物電気合成は、合成ガスと鎖の伸び発酵の生産性に達します

炭素ベースの製品は社会にとって不可欠ですが、化石燃料からそれらを生産することは持続不可能です。微生物は、固体電極から電子を取り出し、二酸化炭素（CO2）を貴重な炭素ベースの化学物質に変換する能力を持っています。ただし、テクノロジーを変換する可能性のある生存率に達するには、より高い生産性とエネルギー効率が必要です。ここでは、指向性フロースルー電気化学システムのバイオフィルムベースの微生物多孔質カソードが、248日間にわたってCO2を均一チェーンC2-C6カルボキシル酸に継続的に削減する方法を示します。最先端と比較して、3倍高いバイオフィルム濃度、体積電流密度、および生産性を示します。最も顕著なのは、体積生産性（VP）は、実験室規模および産業同期（CO-H2-CO2）発酵と鎖の伸長発酵で達成された生産性に似ています。この作業は、効率的な電気駆動型の微生物CO2削減のための重要な設計パラメーターを強調しています。技術を拡大するために、電極コロニー形成と微生物固有の速度論の速度を改善する必要性と余地があります。

Carbon-based products are essential to society, yet producing them from fossil fuels is unsustainable. Microorganisms have the ability to take up electrons from solid electrodes and convert carbon dioxide (CO2) to valuable carbon-based chemicals. However, higher productivities and energy efficiencies are needed to reach a viability that can make the technology transformative. Here, we show how a biofilm-based microbial porous cathode in a directed flow-through electrochemical system can continuously reduce CO2 to even-chain C2-C6 carboxylic acids over 248 days. We demonstrate a threefold higher biofilm concentration, volumetric current density, and productivity compared with the state of the art. Most notably, the volumetric productivity (VP) resembles those achieved in laboratory-scale and industrial syngas (CO-H2-CO2) fermentation and chain elongation fermentation. This work highlights key design parameters for efficient electricity-driven microbial CO2 reduction. There is need and room to improve the rates of electrode colonization and microbe-specific kinetics to scale up the technology.