Biological conversion of carbon dioxide to photosynthetic fuels and electrofuels

Energy and Environmental Science

Volumn 6, Issue 10, 2013, Pages 2892-2899

  Li, Han ^a,b   Liao, James C ^a,b  

^a Department of Civil and Environmental Engineering   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOFUEL PRODUCTION; BIOLOGICAL CONVERSION; BIOLOGICAL PROCESS; HYDROLYZED PROTEINS; LITHOAUTOTROPHIC MICROORGANISMS; RALSTONIA EUTROPHA; RENEWABLE RESOURCE; SUSTAINABLE GROWTH;

BACTERIA; FUELS; PROTEINS;

CARBON DIOXIDE;

ALGA; AMMONIUM; BIOFUEL; CARBON DIOXIDE; CATALYSIS; FOSSIL FUEL; MICROBIAL COMMUNITY; PHOTOCHEMISTRY; PHOTOSYNTHESIS; PROTEIN;

EID: 84884576600     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3ee41847b     Document Type: Review

References (84)

1. Energy Information Administration, Monthly Energy Review March 2012, http://www.eia.doe.gov/emeu/mer/pdf/pages/sec1-7.pdf
2. Energy Information Administration, International energy outlook 2011, http://www.eia.gov/forecasts/ieo/
3. S. Atsumi T. Hanai J. C. Liao Nature 2008 451 86 89
4. K. Zhang M. R. Sawaya D. S. Eisenberg J. C. Liao Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 105 20653 20658
5. A. Schirmer M. A. Rude X. Li E. Popova S. B. del Cardayre Science 2010 329 559 562
6. B. B. Bond-Watts R. J. Bellerose M. C. Chang Nat. Chem. Biol. 2011 7 222 227
7. C. R. Shen E. I. Lan Y. Dekishima A. Baez K. M. Cho J. C. Liao Appl. Environ. Microbiol. 2011 77 2905 2915
8. Y. Dekishima E. I. Lan C. R. Shen K. M. Cho J. C. Liao J. Am. Chem. Soc. 2011 133 11399 11401
9. C. Dellomonaco J. M. Clomburg E. N. Miller R. Gonzalez Nature 2011 476 355 359
10. W. Higashide Y. Li Y. Yang J. C. Liao Appl. Environ. Microbiol. 2011 77 2727 2733
11. G. Bokinsky P. P. Peralta-Yahya A. George B. M. Holmes E. J. Steen J. Dietrich T. Soon Lee D. Tullman-Ercek C. A. Voigt B. A. Simmons J. D. Keasling Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011 108 19949 19954
12. A. J. Wargacki E. Leonard M. N. Win D. D. Regitsky C. N. Santos P. B. Kim S. R. Cooper R. M. Raisner A. Herman A. B. Sivitz A. Lakshmanaswamy Y. Kashiyama D. Baker Y. Yoshikuni Science 2012 335 308 313
13. D. Graham-Rowe Nature 2011 474 S6 S8
14. D. R. Georgianna S. P. Mayfield Nature 2012 488 329 335
15. L. Rodolfi G. Chini Zittelli N. Bassi G. Padovani N. Biondi G. Bonini M. R. Tredici Biotechnol. Bioeng. 2009 102 100 112
16. R. Miller G. Wu R. R. Deshpande A. Vieler K. Gartner X. Li E. R. Moellering S. Zauner A. J. Cornish B. Liu B. Bullard B. B. Sears M. H. Kuo E. L. Hegg Y. Shachar-Hill S. H. Shiu C. Benning Plant Physiol. 2010 154 1737 1752
17. D. Gonzalez-Ballester D. Casero S. Cokus M. Pellegrini S. S. Merchant A. R. Grossman Plant Cell 2010 22 2058 2084
18. J. Dexter P. Fu Energy Environ. Sci. 2009 2 857 864
19. S. Atsumi W. Higashide J. C. Liao Nat. Biotechnol. 2009 27 1177 1180
20. E. I. Lan J. C. Liao Metab. Eng. 2011 13 353 363
21. E. I. Lan J. C. Liao Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 6018 6023
22. P. Lindberg S. Park A. Melis Metab. Eng. 2010 12 70 79
23. J. Ungerer L. Tao M. Davis M. Ghirardi P.-C. Maness J. Yu Energy Environ. Sci. 2012 5 8998 9006
24. C. R. Shen J. C. Liao Energy Environ. Sci. 2012 5 9574 9583
25. J. W. Oliver I. M. Machado H. Yoneda S. Atsumi Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013 110 1249 1254
26. H. Li J. C. Liao Microb. Cell Fact. 2013 12 4
27. V. M. Dembitskii I. Dor I. Shkrob M. Aki Bioorg. Khim. 2001 27 130 140
28. P. Bhadauriya R. Gupta S. Singh P. Bisen World J. Microbiol. Biotechnol. 2008 24 139 141
29. M. Matsuoka K. Takahama T. Ogawa Microbiology 2001 147 2077 2087
30. M. Griese C. Lange J. Soppa FEMS Microbiol. Lett. 2011 323 124 131
31. D. Geerts A. Bovy G. de Vrieze M. Borrias P. Weisbeek Microbiology 1995 141 Pt 4 831 841
32. X. G. Zhu S. P. Long D. R. Ort Curr. Opin. Biotechnol. 2008 19 153 159
33. D. C. Ducat J. C. Way P. A. Silver Trends Biotechnol. 2011 29 95 103
34. N. Savage Nature 2011 474 S15 S16
35. E. Molina J. Fernandez F. G. Acien Y. Chisti J. Biotechnol. 2001 92 113 131
36. C. Y. Chen K. L. Yeh R. Aisyah D. J. Lee J. S. Chang Bioresour. Technol. 2011 102 71 81
37. R. Agrawal N. R. Singh F. H. Ribeiro W. N. Delgass Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 4828 4833
38. R. R. King D. C. Law K. M. Edmondson C. M. Fetzer G. S. Kinsey H. Yoon R. A. Sherif N. H. Karam Appl. Phys. Lett. 2007 90 183516
39. R. Agrawal N. R. Singh Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2010 1 343 364
40. A. G. Fast E. T. Papoutsakis Curr. Opin. Chem. Eng. 2012 1 380 395
41. K. B. Gregory D. R. Bond D. R. Lovley Environ. Microbiol. 2004 6 596 604
42. S. Cheng D. Xing D. F. Call B. E. Logan Environ. Sci. Technol. 2009 43 3953 3958
43. K. P. Nevin T. L. Woodard A. E. Franks Z. M. Summers D. R. Lovley mBio 2010 1 2 e00103 e00110
44. K. P. Nevin S. A. Hensley A. E. Franks Z. M. Summers J. Ou T. L. Woodard O. L. Snoeyenbos-West D. R. Lovley Appl. Environ. Microbiol. 2011 77 2882 2886
45. M. Kopke C. Held S. Hujer H. Liesegang A. Wiezer A. Wollherr A. Ehrenreich W. Liebl G. Gottschalk P. Durre Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 13087 13092
46. G. Stephanopoulos, Bioprocess and microbe engineering for total carbon utilization in biofuel production, US Pat. US 20110177564A1, 2011
47. W. O. Khunjar A. Sahin A. C. West K. Chandran S. Banta PLoS One 2012 7 e44846
48. R. Gross K. Buehler A. Schmid Biotechnol. Bioeng. 2013 110 424 436
49. B. Rosche X. Z. Li B. Hauer A. Schmid K. Buehler Trends Biotechnol. 2009 27 636 643
50. S. Ikeda T. Takagi K. Ito Bull. Chem. Soc. Jpn. 1987 60 2517
51. Committee on Assessment of Resource Needs for Fuel Cell and Hydrogen Technologies and National Research Council, Transitions to Alternative Transportation Technologies-A Focus on Hydrogen, The National Academies Press, 2008
52. J. Newman P. G. Hoertz C. A. Bonino J. A. Trainham J. Electrochem. Soc. 2012 159 A1722 A1729
53. S. Y. Reece J. A. Hamel K. Sung T. D. Jarvi A. J. Esswein J. J. Pijpers D. G. Nocera Science 2011 334 645 648
54. Y. Hou B. L. Abrams P. C. Vesborg M. E. Bjorketun K. Herbst L. Bech A. M. Setti C. D. Damsgaard T. Pedersen O. Hansen J. Rossmeisl S. Dahl J. K. Norskov I. Chorkendorff Nat. Mater. 2011 10 434 438
55. H. Zhu N. Song H. Lv C. L. Hill T. Lian J. Am. Chem. Soc. 2012 134 11701 11708
56. R. Conrado, C. Haynes, B. Haendler and E. Toone, in Advanced Biofuels and Bioproducts, ed., J. W. Lee, Springer, New York, 2013, ch. 38, pp. 1037-1064
57. A. Pohlmann W. F. Fricke F. Reinecke B. Kusian H. Liesegang R. Cramm T. Eitinger C. Ewering M. Potter E. Schwartz A. Strittmatter I. Voss G. Gottschalk A. Steinbuchel B. Friedrich B. Bowien Nat. Biotechnol. 2006 24 1257 1262
58. H. Li P. H. Opgenorth D. G. Wernick S. Rogers T. Y. Wu W. Higashide P. Malati Y. X. Huo K. M. Cho J. C. Liao Science 2012 335 1596
59. J. Lu C. J. Brigham C. S. Gai A. J. Sinskey Appl. Microbiol. Biotechnol. 2012 96 283 297
60. T. Kawasumi Y. Igarashi T. Kodama Y. Minoda Int. J. Syst. Bacteriol. 1984 34 5 10
61. H. Arai H. Kanbe M. Ishii Y. Igarashi J. Bacteriol. 2010 192 2651 2652
62. A. S. Hawkins Y. Han H. Lian A. J. Loder A. L. Menon I. J. Iwuchukwu M. Keller T. T. Leuko M. W. W. Adams R. M. Kelly ACS Catal. 2011 1 1043 1050
63. M. W. Keller G. J. Schut G. L. Lipscomb A. L. Menon I. J. Iwuchukwu T. T. Leuko M. P. Thorgersen W. J. Nixon A. S. Hawkins R. M. Kelly M. W. Adams Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013 110 5840 5845
64. R. Xing W. Qi G. W. Huber Energy Environ. Sci. 2011 4 2193 2205
65. R. C. Blake G. T. Howard S. McGinness Appl. Environ. Microbiol. 1994 60 2704 2710
66. P. I. Harvey F. K. Crundwell Appl. Environ. Microbiol. 1997 63 2586 2592
67. J. Valdes I. Pedroso R. Quatrini R. J. Dodson H. Tettelin R. Blake, 2nd J. A. Eisen D. S. Holmes BMC Genomics 2008 9 597
68. D. H. Park M. Laivenieks M. V. Guettler M. K. Jain J. G. Zeikus Appl. Environ. Microbiol. 1999 65 2912 2917
69. J. M. Tarascon M. Armand Nature 2001 414 359 367
70. I. Kovalenko B. Zdyrko A. Magasinski B. Hertzberg Z. Milicev R. Burtovyy I. Luzinov G. Yushin Science 2011 334 75 79
71. Z. Peng S. A. Freunberger Y. Chen P. G. Bruce Science 2012 337 6094 563 566
72. P. G. Bruce S. A. Freunberger L. J. Hardwick J.-M. Tarascon Nat. Mater. 2012 11 19 29
73. M. M. Thackeray C. Wolverton E. D. Isaacs Energy Environ. Sci. 2012 5 7854 7863
74. Y.-X. Huo K. M. Cho J. G. L. Rivera E. Monte C. R. Shen Y. Yan J. C. Liao Nat. Biotechnol. 2011 29 346 351
75. Y. X. Huo D. G. Wernick J. C. Liao Curr. Opin. Biotechnol. 2012 23 406 413
76. D. G. Wernick J. C. Liao Appl. Microbiol. Biotechnol. 2013 97 1397 1406
77. I. Berman-Frank P. Lundgren Y. B. Chen H. Kupper Z. Kolber B. Bergman P. Falkowski Science 2001 294 1534 1537
78. A. S. Steunou D. Bhaya M. M. Bateson M. C. Melendrez D. M. Ward E. Brecht J. W. Peters M. Kuhl A. R. Grossman Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 2398 2403
79. B. L. Flaherty F. Van Nieuwerburgh S. R. Head J. W. Golden BMC Genomics 2011 12 332
80. G. Antonopoulou H. N. Gavala I. V. Skiadas K. Angelopoulos G. Lyberatos Bioresour. Technol. 2008 99 110 119
81. V. N. Gunaseelan Biomass Bioenergy 1997 13 83 114
82. J. M. Romero Garcia F. G. Acien Fernandez J. M. Fernandez Sevilla Bioresour. Technol. 2012 112 164 170
83. R. E. Teixeira Green Chem. 2012 14 419 427
84. K. Y. Hara S. Kim H. Yoshida K. Kiriyama T. Kondo N. Okai C. Ogino H. Fukuda A. Kondo Appl. Microbiol. Biotechnol. 2012 93 1495 1502