Hybrid Conducting Biofilm with Built-in Bacteria for High-Performance Microbial Fuel Cells

ChemElectroChem

Volumn 2, Issue 5, 2015, Pages 654-658

  Zhao, Cui e ^a   Wu, Jiansheng ^a   Ding, Yuanzhao ^c   Wang, Victor Bochuan ^a,c   Zhang, Yingdan ^c   Kjelleberg, Staffan ^c,e   Loo, Joachim Say Chye ^a,c   Cao, Bin ^c,d   Zhang, Qichun ^a,b  

^a NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

^b Nanyang Technological University   (Singapore)

^c NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

^d NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

^e UNIVERSITY OF NEW SOUTH WALES   (Australia)

Author keywords

Current generation; Electroactive microorganisms; G CNT networks; Hybrid biofilms; Microbial fuel cells

Indexed keywords

BACTERIA; BIOFILMS; CARBON; CARBON NANOTUBES; ELECTRODES; FUEL CELLS; GAS FUEL PURIFICATION; GRAPHENE; YARN;

CNT NETWORKS; CURRENT GENERATION; ELECTRO ACTIVES; EXTRACELLULAR ELECTRON TRANSFER; MAXIMUM POWER DENSITY; MICROBIAL FUEL CELLS (MFCS); NOVEL ARCHITECTURE; SHEWANELLA ONEIDENSIS;

MICROBIAL FUEL CELLS;

EID: 84930347357     PISSN: None     EISSN: 21960216     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/celc.201402458     Document Type: Article

References (63)

1. B. E. Logan, B. Hamelers, R. Rozendal, U. Schröder, J. Keller, S. Freguia, P. Aelterman, W. Verstraete, K. Rabaey, Environ. Sci. Technol. 2006, 40, 5181-5192;
2. D. R. Lovley, Nat. Rev. Microbiol. 2006, 4, 497-508;
3. B. E. Logan, Nat. Rev. Microbiol. 2009, 7, 375-381;
4. A. ElMekawy, S. Srikanth, K. Vanbroekhoven, H. DeWever, D. Pant, J. Power Sources 2014, 262, 183-191;
5. S. F. Ketep, A. Bergel, A. Calmet, B. Erable, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1633-1637;
6. B. Min, J. Kim, S. Oh, J. M. Regan, B. E. Logan, Water Res. 2005, 39, 4961-4968;
7. F. Zhang, J. Li, Z. He, Bioresour. Technol. 2014, 166, 630-634;
8. A. P. Borole, G. Reguera, B. Ringeisen, Z.-W. Wang, Y. Feng, B. H. Kim, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4813-4834;
9. L. E. Garner, A. W. Thomas, J. J. Sumner, S. P. Harvey, G. C. Bazan, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9449-9452;
10. V. Wang, N. Yantara, T. M. Koh, S. Kjelleberg, Q. Zhang, G. C. Bazan, J. Loo, N. Mathews, Chem. Commun. 2014, 50, 8223-8226.
11. Y.-X. Huang, X.-W. Liu, J.-F. Xie, G.-P. Sheng, G.-Y. Wang, Y.-Y. Zhang, A.-W. Xu, H.-Q. Yu, Chem. Commun. 2011, 47, 5795-5797;
12. Y.-C. Yong, X.-C. Dong, M. B. Chan-Park, H. Song, P. Chen, ACS nano 2012, 6, 2394-2400;
13. Y.-C. Yong, Y.-Y. Yu, X. Zhang, H. Song, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 4480-4483;
14. Y.-C. Yong, Y.-Y. Yu, X. Zhang, H. Song, Angew. Chem. 2014, 126, 4569-4572.
15. A. J. M. Stams, F. A. M. DeBok, C. M. Plugge, M. H. A. VanEekert, J. Dolfing, G. Schraa, Environ. Microbiol. 2006, 8, 371-382;
16. U. Schröder, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 2619-2629;
17. V. B. Wang, S.-L. Chua, Z. Cai, K. Sivakumar, Q. Zhang, S. Kjelleberg, B. Cao, S. C. J. Loo, L. Yang, Bioresour. Technol. 2014, 155, 71-76;
18. G. Reguera, K. P. Nevin, J. S. Nicoll, S. F. Covalla, T. L. Woodard, D. R. Lovley, Appl. Environ. Microbiol. 2006, 72, 7345-7348;
19. V. B. C. Wang, N. D. Kirchhofer, X. F. 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;
20. S. K. Chaudhuri, D. R. Lovley, Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1229-1232;
21. J. P. Busalmen, A. Esteve-Núñez, A. Berná, J. M. Feliu, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4874-4877
22. J. P. Busalmen, A. Esteve-Núñez, A. Berná, J. M. Feliu, Angew. Chem. 2008, 120, 4952-4955.
23. K. Rabaey, R. A. Rozendal, Nat. Rev. Microbiol. 2010, 8, 706-716.
24. M. Zhou, M. Chi, J. Luo, H. He, T. Jin, J. Power Sources 2011, 196, 4427-4435;
25. Y. Qiao, S.-J. Bao, C. M. Li, Energy Environ. Sci. 2010, 3, 544-553.
26. 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;
27. U. Schröder, J. Nießen, F. Scholz, Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 2880-2883;
28. U. Schröder, J. Nießen, F. Scholz, Angew. Chem. 2003, 115, 2986-2989;
29. M. Rosenbaum, F. Zhao, U. Schröder, F. Scholz, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 6658-6661;
30. M. Rosenbaum, F. Zhao, U. Schröder, F. Scholz, Angew. Chem. 2006, 118, 6810-6813;
31. 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;
32. K. Sivakumar, V. B. Wang, X. Chen, G. C. Bazan, S. Kjelleberg, S. C. J. Loo, B. Cao, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2014, 98, 9021-9031.
33. Y. Yuan, S. Zhou, B. Zhao, L. Zhuang, Y. Wang, Bioresour. Technol. 2012, 116, 453-458;
34. H. Wang, G. Wang, Y. Ling, F. Qian, Y. Song, X. Lu, S. Chen, Y. Tong, Y. Li, Nanoscale 2013, 5, 10283-10290;
35. Y. Zhao, K. Watanabe, R. Nakamura, S. Mori, H. Liu, K. Ishii, K. Hashimoto, Chem. Eur. J. 2010, 16, 4982-4985;
36. J. Hou, Z. Liu, S. Yang, Y. Zhou, J. Power Sources 2014, 258, 204-209;
37. Z. He, J. Liu, Y. Qiao, C. M. Li, T. T. Y. Tan, Nano Lett. 2012, 12, 4738-4741;
38. C.-e. Zhao, W.-J. Wang, D. Sun, X. Wang, J.-R. Zhang, J.-J. Zhu, Chem. Eur. J. 2014, 20, 7091-7097;
39. X. Xie, G. Yu, N. Liu, Z. Bao, C. S. Criddle, Y. Cui, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6862-6866.
40. E. Marsili, D. B. Baron, I. D. Shikhare, D. Coursolle, J. A. Gralnick, D. R. Bond, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 3968-3973;
41. 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. i. Ishii, B. Logan, K. H. Nealson, J. K. Fredrickson, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 11358-11363.
42. H. Wang, J. T. Robinson, X. Li, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9910-9911;
43. A. L. Higginbotham, D. V. Kosynkin, A. Sinitskii, Z. Sun, J. M. Tour, ACS Nano 2010, 4, 2059-2069.
44. I. K. Moon, J. Lee, R. S. Ruoff, H. Lee, Nat. Commun. 2010, 1, 73;
45. J. Kim, M. Ishihara, Y. Koga, K. Tsugawa, M. Hasegawa, S. Iijima, Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 091502.
46. Y. Zhang, C. K. Ng, Y. Cohen, B. Cao, Molecul. BioSystems 2014, 10, 1035-1042.
47. A. K. Manohar, O. Bretschger, K. H. Nealson, F. Mansfeld, Bioelectrochemistry 2008, 72, 149-154;
48. Z. He, F. Mansfeld, Energy Environ. Sci. 2009, 2, 215-219;
49. A. P. Borole, D. Aaron, C. Y. Hamilton, C. Tsouris, Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 2740-2745;
50. L. Xiao, J. Damien, J. Luo, H. D. Jang, J. Huang, Z. He, J. Power Sources 2012, 208, 187-192.
51. Y. Qiao, S.-J. Bao, C. M. Li, X.-Q. Cui, Z.-S. Lu, J. Guo, ACS Nano 2007, 2, 113-119.
52. C. Zhao, Y. Wang, F. Shi, J. Zhang, J.-J. Zhu, Chem. Commun. 2013, 49, 6668-6670;
53. A. A. Carmona-Martinez, F. Harnisch, L. A. Fitzgerald, J. C. Biffinger, B. R. Ringeisen, U. Schröder, Bioelectrochemistry 2011, 81, 74-80;
54. K. P. Katuri, P. Kavanagh, S. Rengaraj, D. Leech, Chem. Commun. 2010, 46, 4758-4760;
55. H. Liu, G. J. Newton, R. Nakamura, K. Hashimoto, S. Nakanishi, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6746-6749;
56. H. Liu, G. J. Newton, R. Nakamura, K. Hashimoto, S. Nakanishi, Angew. Chem. 2010, 122, 6898-6902;
57. K. Fricke, F. Harnisch, U. Schröder, Energy Environ. Sci. 2008, 1, 144-147.
58. A. K. Manohar, O. Bretschger, K. H. Nealson, F. Mansfeld, Electrochim. Acta 2008, 53, 3508-3513;
59. F. Zhao, R. C. Slade, J. R. Varcoe, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1926-1939;
60. A. K. Manohar, F. Mansfeld, Electrochim. Acta 2009, 54, 1664-1670.
61. Y.-Y. Yu, H.-l. Chen, Y.-C. Yong, D.-H. Kim, H. Song, Chem. Commun. 2011, 47, 12825-12827;
62. C. Zhao, P. Gai, C. Liu, X. Wang, H. Xu, J. Zhang, J.-J. Zhu, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 12587-12594;
63. Y.-C. Yong, X.-C. Dong, M. B. Chan-Park, H. Song, P. Chen, ACS nano 2012, 6, 2394-2400.