Enhanced bioelectricity recovery and melanoidin degradation in CO2- capturing microbial fuel cells via biochar-immobilized whole-cell biocatalysts

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a novel integration of biochar immobilization with carbon-capturing MFC for simultaneous pollutant removal and energy recovery.

🏢実務担当者:Relevant for agro-industrial wastewater treatment facilities seeking to combine waste treatment with carbon capture and bioelectricity generation.

🏛政策担当者:Demonstrates a scalable biotechnological approach that could support net-zero targets in the waste management sector.

農業産業プロセス、特にパーム油工場排水由来のメラノイジン含有廃水は、その難分解性と高い有機負荷により、重大な環境問題を引き起こしている。本研究では、バイオ炭に固定化したラッカーゼ産生微生物コンソーシアムと統合した炭素捕捉型微生物燃料電池（MFC）を開発し、試験条件下でメラノイジン除去、バイオ電気回収、炭素固定を同時に行う統合システムを構築した。600 °Cで生成した空果房（EFB）バイオ炭（BC600）は、優れた吸着容量と機能的表面特性を有するため、固定化担体として選定された。固定化システムは、最大メラノイジン除去効率73.15±1.10%を示し、CODの有意な低減を達成し、その分解はラッカーゼ活性の向上と密接に関連していた。MFCでは、最大開回路電圧619.17±10.49 mV、電流密度8.29±0.15 A/m3、出力密度1.00±0.20 W/m3と、電気化学的性能の向上が観察された。微細藻類との結合により、炭素固定（0.13±0.00 g/L/日）が同時に達成された。植物毒性評価により、イネ種子の発芽に対する阻害効果がないことが確認された。この知見は、当該物質が環境的に安全であることを示している。本研究は、バイオ炭ベースの固定化と炭素捕捉型MFCの新規な統合を提案し、汚染物質の同時除去、エネルギー回収、CO2削減を実現するものであることを強調する必要がある。この持続可能なアプローチは、メラノイジン含有廃水の処理に対する有望な解決策を提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Melanoidin-rich wastewater from agro-industrial processes, particularly palm oil mill effluent, poses significant environmental problem owing to its recalcitrant nature and high organic load. The present study developed a carbon-capturing microbial fuel cell (MFC) integrated with biochar-immobilized laccase-producing microbial consortia for an integrated system enabling concurrent melanoidin removal, bioelectricity recovery, and carbon fixation under the tested conditions. Empty fruit bunch (EFB) biochar produced at 600 °C (BC600) was selected as an immobilization support due to its superior adsorption capacity and functional surface properties. The immobilized system demonstrated a maximum melanoidin removal efficiency of 73.15±1.10% and significant COD reduction with degradation exhibiting a close association with enhanced laccase activity. In the MFC, enhanced electrochemical performance was observed, with a maximum open circuit voltage of 619.17±10.49 mV, along with current and power densities of 8.29±0.15 A/m3 and 1.00±0.20 W/m3, respectively. Coupling with microalgae resulted in the simultaneous fixation of carbon (0.13±0.00 g/L/day). A phytotoxicity assessment confirmed no inhibitory effects on rice seed germination. This finding indicates that the substance is environmentally safe. It is imperative to note that the present study proposes a novel integration of biochar-based immobilization with a carbon-capturing MFC for the concurrent removal of pollutants, energy recovery, and CO2 mitigation. This sustainable approach offers a promising solution for the treatment of melanoidin-rich wastewater.

• semanticscholar https://cst.kipmi.or.id/journal/article/download/1996/277first seen 2026-07-10 05:44:43 · last seen 2026-08-10 05:22:36