使用毕赤酵母（Pichia fermentans）评估便携式单室微生物燃料电池在钴的电化学检测中的应用

《Brazilian Journal of Microbiology》：Evaluation of portable single-chamber microbial fuel cell using Pichia fermentans for electrochemical sensing of cobalt

　　

摘要

本研究探讨了单室微生物燃料电池在有无重金属（CoCl₂）存在下的性能。基于其电化学性能，进一步评估了该电池在重金属检测中的潜在应用价值。使用3厘米长的聚乙烯管制作了一个便携式微生物燃料电池（MFC）。实验中选用了Pichia fermentans作为外源雌激素酵母，并在220分钟的时间内，通过改变外部电阻（范围从33 Ω到1 MΩ）来检测MFC的电化学响应。向电池中加入氯化钴溶液，以评估重金属对MFC性能的影响。记录并分析了电压、功率密度、电流密度以及不同扫描速率下的循环伏安法数据，以评估传感器的有效性。未添加重金属的MFC电压随时间稳定上升，在220分钟时达到90 mV的峰值；在较低的外部电阻下观察到最高的功率密度和电流密度。随着电阻的增加，功率输出显著下降。相比之下，在相同实验条件下，添加了氯化钴的系统的电压仅为40 mV。因此，研究表明基于酵母的便携式MFC对环境污染物（如氯化钴）具有极高的敏感性，使其非常适合用于重金属生物传感应用。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由AI生成的。

本研究探讨了单室微生物燃料电池在有无重金属（CoCl₂）存在下的性能。基于其电化学性能，进一步评估了该电池在重金属检测中的潜在应用价值。使用3厘米长的聚乙烯管制作了一个便携式微生物燃料电池（MFC）。实验中选用了Pichia fermentans作为外源雌激素酵母，并在220分钟的时间内，通过改变外部电阻（范围从33 Ω到1 MΩ）来检测MFC的电化学响应。向电池中加入氯化钴溶液，以评估重金属对MFC性能的影响。记录并分析了电压、功率密度、电流密度以及不同扫描速率下的循环伏安法数据，以评估传感器的有效性。未添加重金属的MFC电压随时间稳定上升，在220分钟时达到90 mV的峰值；在较低的外部电阻下观察到最高的功率密度和电流密度。随着电阻的增加，功率输出显著下降。相比之下，在相同实验条件下，添加了氯化钴的系统的电压仅为40 mV。因此，研究表明基于酵母的便携式MFC对环境污染物（如氯化钴）具有极高的敏感性，使其非常适合用于重金属生物传感应用。

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