[发明专利]黄杆菌菌株及其在微生物发电中的应用

说明书

【技术领域】

本发明涉及微生物燃料电池领域，具体涉及一种黄杆菌菌株、其生物学纯培养物，以及它们在微生物燃料电池中的应用。 

【背景技术】

进入21世纪，资源与环境问题已经成为人类社会共同面临的重大挑战，亟须寻找新的能源技术。在这个过程中，可再生能源的开发利用成为一条重要途径，日益得到各国的重视。可再生能源主要包括太阳能、风能和生物质能的开发利用。其中，生物质能因为其开发形式多样性、低成本、不增加环境CO₂负担等特点，近年来得到了快速发展。生物乙醇、生物柴油、微生物制氢等可以用于驱动汽车等移动式装置；微生物燃料电池(microbial fuel cell，MFC)则可以利用工业和生活垃圾腐化过程中微生物大量繁殖及其产生电子的能力来获取电能，其得到广大科研工作者的关注。 

目前我国微生物燃料电池的研发相对滞后，研发高功率输出的MFC对于解决我国一些边远地区的可持续能源供应具有重要的价值。由于我国幅员辽阔，地形地貌复杂，存在大量耕种价值低、居住条件差的陆地，加上边境线和海岸线非常漫长，存在大量的边境哨所和海岛哨所，发展分布式MFC能源供应技术对解决这些地方长期小规模活动所需的能源供应具有重要意义。 

氧气是MFC功率输出的主要限制因素，因为氧气比阳极更容易获得电子，在氧气存在的条件下，胞外产电菌产生的电子更容易被氧气捕获利用，不利于MFC的功率输出。因此目前MFC的研究在阳极室严格厌氧的条件下进行，这种对实验条件要求苛刻的MFC，离大规模应用仍有较大差距。根据已有条件，应该开发在氧气存在条件下仍具有高产电活性的胞外产电菌。在现有资料中，未见黄杆菌具有产电活性的报道。 

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于扩展产电微生物的种类，特别是开发好氧菌在微生物燃料电池中的应用，以改善胞外产电菌的厌氧实验条件。 

为此，本发明提供一种黄杆菌(Flavobacterium sp.)，所述菌株为MMR-2，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，保藏日期：2012年11月22日，保藏号：CGMCC No.6872。 

所述菌株的16S rRNA基因序列为SEQ ID No.2。 

本发明另一方面提供一种细菌株系的生物学纯培养物，其具有保藏号为CGMCC No.6872的黄杆菌菌株MMR-2的所有鉴定特征。 

本发明再一方面提供一种微生物燃料电池，所述微生物燃料电池的产电微生物为上述黄杆菌菌株或上述生物学纯培养物。 

所述产电微生物的电子供体可以为葡萄糖、乙酸盐、灭活蓝藻液，或它们的任意组合。 

所述微生物燃料电池包括阳极室、阴极室和外电路三部分，所述阳极室包含阳极液、阳极和产电微生物。所述阳极液可以为添加碳源的蓝藻培养基、肉汤培养基或污水。 

所述微生物燃料电池的质子交换膜可以为CMI-7000。 

所述微生物燃料电池的阴极可以为Pt/C催化的空气阴极。 

本发明的提供了一种具有产电性能的新型黄杆菌菌株，将其应用于微生物燃料电池中，拓展了产电微生物的范围。该黄杆菌菌株为好氧菌，利用其制备微生物燃料电池可改善厌氧实验条件。此外，本发明的微生物燃料电池可以使用污水作为阳极液，在燃料电池运行中，所述黄杆菌分解污水中的有机物，在将化学能转化为电能的同时，还可以对污水进行净化处理。 

【附图说明】

图1是根据本发明实施例1，微生物燃料电池中阳极碳纸的扫描电镜图。 

图2是根据本发明的黄杆菌菌株MMR-2菌株系统发育树图。 

图3是根据本法实施例2，微生物燃料电池的电压和功率输出随时间变化图。 

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 用于解释本发明，而非限定本发明。 

本发明提供一种新的黄杆菌菌株(Flavobacterium sp.)MMR-2，该菌株分离自蓝藻培养液。保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，保藏日期：2012年11月22日，保藏号：CGMCC No.6872。