The conjugated oligoelectrolyte DSSN+ enables exceptional coulombic efficiency via direct electron transfer for anode-respiring Shewanella oneidensis MR-1-a mechanistic study

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 16, Issue 38, 2014, Pages 20436-20443

  Kirchhofer, Nathan D ^a   Chen, Xiaofen ^b   Marsili, Enrico ^c   Sumner, James J ^d   Dahlquist, Frederick W ^b   Bazan, Guillermo C ^a,b,e  

^a University of California   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^c DUBLIN CITY UNIVERSITY   (Ireland)

^d U S ARMY RESEARCH LABORATORY   (United States)

^e KING ABDULAZIZ UNIVERSITY   (Saudi Arabia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTROLYTE;

BIOENERGY; CHEMISTRY; DEVICE FAILURE ANALYSIS; ELECTRODE; ELECTRON TRANSPORT; ENERGY TRANSFER; EQUIPMENT DESIGN; MICROBIOLOGY; PHYSIOLOGY; SHEWANELLA; STATIC ELECTRICITY;

BIOELECTRIC ENERGY SOURCES; ELECTRODES; ELECTROLYTES; ELECTRON TRANSPORT; ENERGY TRANSFER; EQUIPMENT DESIGN; EQUIPMENT FAILURE ANALYSIS; SHEWANELLA; STATIC ELECTRICITY;

EID: 84907486517     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4cp03197k     Document Type: Article

References (56)

1. J. F. Heidelberg, I. T. Paulsen, K. E. Nelson, E. J. Gaidos, W. C. Nelson, T. D. Read, J. A. Eisen, R. Seshadri, N. Ward, B. Methe, R. A. Clayton, T. Meyer, A. Tsapin, J. Scott, M. Beanan, L. Brinkac, S. Daugherty, R. T. DeBoy, R. J. Dodson, A. S. Durkin, D. H. Haft, J. F. Kolonay, R. Madupu, J. D. Peterson, L. A. Umayam, O. White, A. M. Wolf, J. Vamathevan, J. Weidman, M. Impraim, K. Lee, K. Berry, C. Lee, J. Mueller, H. Khouri, J. Gill, T. R. Utterback, L. A. McDonald, T. V Feldblyum, H. O. Smith, J. C. Venter, K. H. Nealson, C. M. Fraser Nat. Biotechnol., 2002, 20, 1118-1123
2. D. Coursolle, J. A. Gralnick Mol. Microbiol., 2010, 77, 995-1008
3. R. S. Hartshorne, C. L. Reardon, D. Ross, J. Nuester, T. A. Clarke, A. J. Gates, P. C. Mills, J. K. Fredrickson, J. M. Zachara, L. Shi, A. S. Beliaev, M. J. Marshall, M. Tien, S. Brantley, J. N. Butt, D. J. Richardson Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2009, 106, 22169-22174
4. J. K. Fredrickson, M. F. Romine, A. S. Beliaev, J. M. Auchtung, M. E. Driscoll, T. S. Gardner, K. H. Nealson, A. L. Osterman, G. Pinchuk, J. L. Reed, D. A. Rodionov, J. L. M. Rodrigues, D. A. Saffarini, M. H. Serres, A. M. Spormann, I. B. Zhulin, J. M. Tiedje Nat. Rev. Microbiol., 2008, 6, 592-603
5. D. H. Park, B. H. Kim J. Microbiol., 2001, 39, 273-278
6. D. J. Richardson, J. N. Butt, J. K. Fredrickson, J. M. Zachara, L. Shi, M. J. Edwards, G. White, N. Baiden, A. J. Gates, S. J. Marritt, T. A. Clarke Mol. Microbiol., 2012, 85, 201-212
7. J. Du, C. Catania, G. Bazan Chem. Mater., 2014, 26, 686-697
8. D. R. Lovley Annu. Rev. Microbiol., 2012, 66, 391-409
9. B. E. Logan Nat. Rev. Microbiol., 2009, 7, 375-381
10. A. E. Franks, K. P. Nevin Energies, 2010, 3, 899-919
11. J. N. Roy, S. Babanova, K. E. Garcia, J. Cornejo, L. K. Ista, P. Atanassov Electrochim. Acta, 2014, 126, 3-10 10.1016/j.electacta.2013.07.075
12. C. R. Myers, J. M. Myers J. Bacteriol., 1992, 174, 3429-3438
13. L. Shi, B. Chen, Z. Wang, D. A. Elias, M. U. Mayer, Y. A. Gorby, S. Ni, B. H. Lower, D. W. Kennedy, D. S. Wunschel, H. M. Mottaz, M. J. Marshall, E. A. Hill, A. S. Beliaev, J. M. Zachara, J. K. Fredrickson, T. C. Squier J. Bacteriol., 2006, 188, 4705-4714
14. R. S. Hartshorne, B. N. Jepson, T. A. Clarke, S. J. Field, J. Fredrickson, J. Zachara, L. Shi, J. N. Butt, D. J. Richardson J. Biol. Inorg. Chem., 2007, 12, 1083-1094
15. M. Firer-Sherwood, G. S. Pulcu, S. J. Elliott J. Biol. Inorg. Chem., 2008, 13, 849-854
16. D. Baron, E. LaBelle, D. Coursolle, J. A. Gralnick, D. R. Bond J. Biol. Chem., 2009, 284, 28865-28873
17. L. Shi, D. J. Richardson, Z. Wang, S. N. Kerisit, K. M. Rosso, J. M. Zachara, J. K. Fredrickson Environ. Microbiol. Rep., 2009, 1, 220-227
18. A. Okamoto, R. Nakamura, K. Hashimoto Electrochim. Acta, 2011, 56, 5526-5531
19. A. Okamoto, K. Hashimoto, R. Nakamura Bioelectrochemistry, 2012, 85, 61-65
20. M. J. Marshall, A. S. Beliaev, A. C. Dohnalkova, D. W. Kennedy, L. Shi, Z. Wang, M. I. Boyanov, B. Lai, K. M. Kemner, J. S. McLean, S. B. Reed, D. E. Culley, V. L. Bailey, C. J. Simonson, D. A. Saffarini, M. F. Romine, J. M. Zachara, J. K. Fredrickson PLoS Biol., 2006, 4, e268.
21. E. Marsili, D. B. Baron, I. D. Shikhare, D. Coursolle, J. A. Gralnick, D. R. Bond Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2008, 105, 3968-3973
22. H. von Canstein, J. Ogawa, S. Shimizu, J. R. Lloyd Appl. Environ. Microbiol., 2008, 74, 615-623
23. E. D. Brutinel, J. A. Gralnick Appl. Microbiol. Biotechnol., 2012, 93, 41-48
24. R. Li, J. M. Tiedje, C. Chiu, R. M. Worden Environ. Sci. Technol., 2012, 46, 2813-2820
25. N. J. Kotloski, J. A. Gralnick mBio, 2013, 4, 1-4
26. C. Léger, P. Bertrand Chem. Rev., 2008, 108, 2379-2438
27. D. E. Ross, S. L. Brantley, M. Tien Appl. Environ. Microbiol., 2009, 75, 5218-5226
28. A. Okamoto, K. Hashimoto, K. H. Nealson, R. Nakamura Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2013, 110, 1-6
29. D. Coursolle, D. B. Baron, D. R. Bond, J. A. Gralnick J. Bacteriol., 2010, 192, 467-474
30. Y. A. Gorby, S. Yanina, J. S. McLean, K. M. Rosso, D. Moyles, A. Dohnalkova, T. J. Beveridge, I. S. Chang, B. H. Kim, K. S. Kim, D. E. Culley, S. B. Reed, M. F. Romine, D. A. Saffarini, E. A. Hill, L. Shi, D. A. Elias, D. W. Kennedy, G. Pinchuk, K. Watanabe, S. Ishii, B. Logan, K. H. Nealson, J. K. Fredrickson Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2006, 103, 11358-11363
31. M. Y. El-Naggar, G. Wanger, K. M. Leung, T. D. Yuzvinsky, G. Southam, J. Yang, W. M. Lau, K. H. Nealson, Y. A. Gorby Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2010, 107, 18127-18131
32. S. M. Strycharz-Glaven, R. M. Snider, A. Guiseppi-Elie, L. M. Tender Energy Environ. Sci., 2011, 4, 4366.
33. N. F. Polizzi, S. S. Skourtis, D. N. Beratan Faraday Discuss., 2012, 155, 43.
34. S. Pirbadian, M. Y. El-Naggar Phys. Chem. Chem. Phys., 2012, 14, 13802-13808
35. L. A. Fitzgerald, E. R. Petersen, R. I. Ray, B. J. Little, C. J. Cooper, E. C. Howard, B. R. Ringeisen, J. C. Biffinger Process Biochem., 2012, 47, 170-174
36. N. S. Malvankar, D. R. Lovley ChemSusChem, 2012, 5, 1039-1046
37. N. S. Malvankar, M. T. Tuominen, D. R. Lovley Energy Environ. Sci., 2012, 5, 6247.
38. L. E. Garner, J. Park, S. M. Dyar, A. Chworos, J. J. Sumner, G. C. Bazan J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 10042-10052
39. H. Hou, X. Chen, A. W. Thomas, C. Catania, N. D. Kirchhofer, L. E. Garner, A. Han, G. C. Bazan Adv. Mater., 2013, 25, 1593-1597
40. V. B. Wang, J. Du, X. Chen, A. W. Thomas, N. D. Kirchhofer, L. E. Garner, M. T. Maw, W. H. Poh, J. Hinks, S. Wuertz, S. Kjelleberg, Q. Zhang, J. S. C. Loo, G. C. Bazan Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 5867-5872
41. L. E. Garner, A. W. Thomas, J. J. Sumner, S. P. Harvey, G. C. Bazan Energy Environ. Sci., 2012, 5, 9449.
42. A. W. Thomas, L. E. Garner, K. P. Nevin, T. L. Woodard, A. E. Franks, D. R. Lovley, J. J. Sumner, C. J. Sund, G. C. Bazan Energy Environ. Sci., 2013, 6, 1761.
43. H. Y. Woo, B. Liu, B. Kohler, D. Korystov, A. Mikhailovsky, G. C. Bazan J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 14721-14729
44. Y. Lee, I. Yang, J. E. Lee, S. Hwang, J. W. Lee, S. Um, T. L. Nguyen, P. J. Yoo, H. Y. Woo, J. Park, S. K. Kim J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 3298-3307
45. J. Du, A. W. Thomas, X. Chen, L. E. Garner, C. A. Vandenberg, G. C. Bazan Chem. Commun., 2013, 49, 9624-9626
46. J. Hinks, Y. Wang, W. H. Poh, B. C. Donose, A. W. Thomas, S. Wuertz, S. C. J. Loo, G. C. Bazan, S. L. A. Kjelleberg, Y. Mu, T. W. Seviour Langmuir, 2014, 30, 2429-2440
47. V. B. Wang, N. D. Kirchhofer, X. Chen, M. Y. L. Tan, K. Sivakumar, B. Cao, Q. Zhang, S. Kjelleberg, G. C. Bazan, S. C. J. Loo, E. Marsili Electrochem. Commun., 2014, 41, 55-58
48. Y. J. Tang, A. L. Meadows, J. D. Keasling Biotechnol. Bioeng., 2007, 96, 125-133
49. R. Renslow, J. Babauta, A. Kuprat, J. Schenk, C. Ivory, J. Fredrickson, H. Beyenal Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 19262-19283
50. F. A. Armstrong, H. A. Heering, J. Hirst Chem. Soc. Rev., 1997, 26, 169-179
51. E. Marsili, J. B. Rollefson, D. B. Baron, R. M. Hozalski, D. R. Bond Appl. Environ. Microbiol., 2008, 74, 7329-7337
52. A. Jain, X. Zhang, G. Pastorella, J. O. Connolly, N. Barry, R. Woolley, S. Krishnamurthy, E. Marsili Bioelectrochemistry, 2012, 87, 28-32
53. Z. Zhou, R. P. Swenson Biochemistry, 1996, 35, 15980-15988
54. A. J. Bard, and L. R. Faulkner, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd edn, 2001
55. B. Cao, L. Shi, R. N. Brown, Y. Xiong, J. K. Fredrickson, M. F. Romine, M. J. Marshall, M. S. Lipton, H. Beyenal Environ. Microbiol., 2011, 13, 1018-1031
56. B. H. Lower, R. Yongsunthon, L. Shi, L. Wildling, H. J. Gruber, N. S. Wigginton, C. L. Reardon, G. E. Pinchuk, T. C. Droubay, J.-F. Boily, S. K. Lower Appl. Environ. Microbiol., 2009, 75, 2931-2935