アルギン酸塩でカプセル化された細菌共培養を用いた乳業廃棄物から水素燃料への変換

科学分野:

• バイオテクノロジー
• 環境科学
• 材料科学

背景:

• ホエイなどの乳業廃棄物は、高い有機含有量のために処理が困難です。
• 乳業廃棄物の価値化は、乳業に価値ある製品と収益源を生み出すことができます。

研究 の 目的:

• 乳業廃棄物を利用した循環型バイオエコノミーモデルを開発すること。
• 廃棄物の価値化のための微生物共培養の使用を調査すること。
• チーズ製造廃棄物から水素燃料および還元型酸化グラフェンを生産すること。

主な方法:

• *Shewanella oneidensis*および*Klebsiella pneumoniae*の共培養のアルギン酸塩カプセル化。
• 未加工のチーズ製造廃棄物を電子源として直接代謝すること。
• 酸化グラフェン還元率および水素生成効率の評価。
• カプセル化された共培養の長期間のリサイクル。

主要な成果:

• 共培養は、単培養と比較して2〜3倍高い酸化グラフェン還元率を示しました。
• カプセル化された共培養は30日以上にわたって効率を維持し、工業的スケーラビリティを示唆しています。
• ミルクを前駆体とする共培養により、光触媒的水素生成が6倍に増加しました。

結論:

• 乳業廃棄物は、水素燃料や還元型酸化グラフェンなどの価値ある製品に効果的に変換できます。
• 微生物電子伝達プロセスは、廃棄物価値化のための持続可能な方法を提供します。
• このアプローチは、再生可能エネルギー資源および酪農家にとって潜在的な代替収益源を確立します。