电解液、电池、电池制备方法以及微生物育种方法_4

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…] 连施例9
[0113] 在实施例9中,电池主要构成的制备方法同实施例2,与实施例2中电池区别是: 将培养好的枯草杆菌(大约1. 0 X 1〇1°个细胞/ml)进行3次驯化,再配制成电解液。实施 例9中电池记为A9。
[0114] 连施例10
[0115] 在实施例10中,电池主要构成的制备方法同实施例3,与实施例3中电池区别是: 将培养好的沙口氏菌(大约1.0X10"个细胞/ml)进行10次驯化,再配制成电解液。实施 例10中电池记为AlO。
[011引 连施例11
[0117] 在实施例11中,电解液中氯化裡和氯化锋的浓度均为0. 05M,其余电解液组分、电 池制备方法同实施例8。所制得的电池记为All。 阳m] 连施例12
[0119] 在实施例12中,电解液中氯化裡和氯化锋的浓度均为0. 15M,其余电解液组分、电 池制备方法同实施例8。所制得的电池记为A12。
[0120] 连施例13
[0121] 在实施例13中,电解液中氯化裡和氯化锋的浓度均为0. 05M,其余电解液组分、电 池制备方法同实施例9。所制得的电池记为A13。 阳12引 对比例1
[0123] 在对比例1中,电解液中不包括葡萄糖和大肠杆菌,其余电解液组分、电池制备方 法同实施例1。所制得的电池记为Bl。 阳124] 对比巧I 2
[01巧]在对比例1中,电解液中不包括大肠杆菌,其余电解液组分、电池制备方法同实施 例1。所制得的电池记为B2。
[012引 对比巧I 3
[0127] 将实施例1的电解液滴入到AGM隔膜的表面,大肠杆菌在其表面凝结变浓。将凝 结有大肠杆菌的一面贴在锋负极上。通过实施例1的电池制备方法,制备电池,所制得的电 池记为B3。
[012引 对比巧I 4
[0129] 将实施例1的电解液滴入到AGM隔膜的表面,大肠杆菌在其表面凝结变浓。将凝 结有大肠杆菌的一面贴在LMO正极上。通过实施例1的电池制备方法,制备电池,所制得的 电池记为B4。 。130] 微牛物对由淋巧能的影响:
[0131] 实施例1和对比例1的电池充放电容量与循环次数的关系如图1所示。由图可知, 大肠杆菌加入几乎没有引起电池充放电的不同,说明大肠杆菌加入电池中电池仍然保持了 同样充放电性能。同时也说明,加入1.0X10"个大肠杆菌细胞/mL的微生物到电解液中不 会影响电池的充放电性能。根据常识可知,加入低于1. 0 X 1〇1°个大肠杆菌细胞/mL的微生 物到电解液中也不会影响电池的充放电性能。
[013引经过导电性测试发现,实施例1中的电解液导电性为42. 2mS/cm 1,对比例1中的 电解液导电性为42. 4mS/cm 1。W上说明,加入大肠杆菌会电解质导电性的影响非常小,因 而更加证明了大肠杆菌加入电池中不会影响电池的充放电性能。 。13引 含有微牛物由解液加入方式对由淋弃:由曲线的影响
[0134] 经过对实施例1、对比例3、对比例4的电池 A1、B3、B4测试并对比发现,根据对比 例3的电池 B3,即将凝结有大肠杆菌的一面贴在锋负极上时,电池不能充电至2. IV ;根据对 比例4的电池 B4,即将凝结有大肠杆菌的一面贴在LMO正极时,电池可W循环但是第一次 充电曲线相较于对比例1的电池充电显得不平整;而根据实施例1的电池 Al,即将AGM隔 膜撕成两半并在隔膜的中间滴入含有大肠杆菌的电解液,电池循环性能与不加任何添加物 的对比例1的循环性能非常相似。电池 B3和B4的测试结果原因是大肠杆菌与电极直接接 触,由于电极产生强烈的电场或者电流而使大肠杆菌死亡。由此说明,为避免大肠杆菌与电 极直接接触而死亡,加入大肠杆菌的电解液优选从隔膜的中间加入,此举将大大降低大肠 杆菌的死亡率,从而保持其应有的作用。 对 由淋析气量郷I试:
[0136] 收集实施例1~3、实施例8~10、对比例1~2中的电池产气,W对比例1的电 池产气量为参照统计,将其产气量设定为1,并W第一天产气量相对于空白值统计,结果如 下表所示:
[013引 W上结果显示;由对比例I和对比例2的产气结果得出,电解液中加入2wt %的葡 萄糖后,电池的产气基本没有发生变化;由实施例1、实施例2和实施例3 W及对比例1的 产气结果得出,相同条件下,电解液中加入大肠杆菌或者枯草杆菌或者沙口氏菌的电池 AU A2、A3,相比于电解液不加微生物的电池 Bl、B2,产气量得到一定的减少,其中加入沙口氏菌 的电池 A3产气减少量较大。W上归因于大肠杆菌、枯草杆菌或者沙口氏菌在电解液中新陈 代谢消耗了一部分产气,其中大肠杆菌和枯草杆菌主要消耗的是氧气,沙口氏菌主要消耗 的是氨气。而在本实施方式的电池产气中,主要成分为氨气,次要成分为氧气,因而加入大 肠杆菌和枯草杆菌的电池 Al和A2的产气减少效果不是很明显,加入沙口氏菌的电池 A3的 产气减少效果较为明显。
[0139] 由实施例8、实施例9和实施例10 W及对比例1的产气结果得出,相同条件下,经 过加入驯化的大肠杆菌或者枯草杆菌或者沙口氏菌的电池 A8、A9、A10,相比于电解液不加 微生物的电池 Bl产气量也得到一定减少。由实施例8、实施例9、实施例10与实施例1、实 施例2、实施例3的电池产气结果比较得出,经过加入驯化的大肠杆菌或者枯草杆菌或者沙 口氏菌的电池 A8、A9、AlO的产气减少效果,没有电池 AU A2、A3的产气减少效果好。原因 是经过循环后细菌的新陈代谢变慢,所消耗的产气也有所降低。但由于细菌的寿命得W延 长,总的消耗的产气也是增加的。
[0140] W上说明,通过本发明的技术方案,可W有效地减少电池的产气。
[0141] 由解质浓麼对微牛物的影响:
[0142] 将实施例1~2、实施例4~7、实施例8~9、实施例11~13中的刚制备好的电 解液存放3天后,离必出微生物,加入LB培养基进行培养,观察微生物的存活状态。微生物 存活天数与电解质浓度的关系如图2所示。
[0143] 驯化前;对于大肠杆菌,在实施例1的电解液中,电解质浓度为0. 2M,大肠杆菌存 活6天;在实施例4的电解液中,电解质浓度为0. 1M,大肠杆菌存活12天;在实施例5的电 解液中,电解质浓度为0. 3M,大肠杆菌存活4天。对于枯草杆菌,在实施例2的电解液中,电 解质浓度为0. 2M,枯草杆菌存活4天;在实施例6的电解液中,电解质浓度为0. 1M,枯草杆 菌存活12天;在实施例7的电解液中,电解质浓度为0. 3M,枯草杆菌存活不到1天。W上 说明,在W上浓度的电解液中,大肠杆菌和枯草杆菌均是可W存活的,其存活寿命与电解质 的浓度有关,电解质浓度越低,细菌的存活时间越长。
[0144] 驯化后;对于大肠杆菌,在实施例8的电解液中,电解质浓度为0. 2M,大肠杆菌存 活15天;在实施例11的电解液中,电解质浓度为0. 1M,大肠杆菌存活21天;在实施例12 的电解液中,电解质浓度为0. 3M,大肠杆菌存活7天。对于枯草杆菌,在实施例9的电解液 中,电解质浓度为0. 2M,枯草杆菌存活21天;在实施例13的电解液中,电解质浓度为0. 1M, 枯草杆菌存活21天。W上说明,在W上浓度的电解液中,驯化的大肠杆菌和驯化的枯草杆 菌均是可W存活的,其存活寿命与电解质的浓度有关,电解质浓度越低,细菌的存活时间越 长。
[0145] 通过驯化后与驯化前微生物存活时间说明,经过驯化,大肠杆菌和枯草杆菌的抗 盐能力均得到了提升,存活寿命均得到了较大的延长。
[0146] 对于本发明的电解液、电池 W及电池制备方法而言,微生物能够在电解液中存活 越久,对本发明的有益效果就越大。
[0147] 对于本发明的微生物育种而言,微生物能够在电解液中存活本身就说明了本发明 微生物育种的方法是可行的,通过控制电解液的浓度,可W有效提高微生物在本发明微生 物育种方法下的存活率。 。"引 微牛物的驯化前后的形杰表征
[0149] 微生物在培养15小时后,取1.0ml培养液进行2min、500化pm的离必并且用Iml 超纯水洗涂两次。最后得到的离必产物分散在200微升的超纯水中。80微升上述得到的 微生物分散液与80微升8%戊二醒混合,并在4°C放置过夜。在娃基片上滴上10微升上述 分散液,保持20分钟,然后用水清洗娃基片,并用擦拭纸的边缘擦拭。用分别用50%、70%、 95%的化OH(己醇)对样品脱水,加入30微升的己醇/样品,空气中干燥(约IOmin),将样 品保持在培养皿中,准备做沈M。在做沈M前对样品进行喷金。沈M图像通过SmartSEM在 SkV进行。
[0150] 将实施例1、实施例8中驯化前后的大肠杆菌和实施例2、实施例9中驯化前后的 枯草杆菌细胞按上述沈M表征方法进行表征,并分别在LB培养基中培养24小时、44小时的 时间点对细胞的生长状态拍照。
[0151] 实施例1、实施例8中,大肠杆菌驯化前后在LB中的的生长过程如图3所示。大肠 杆菌在经过离必后的球状体的颜色变化明显形成黄色。如图3A所示,经过24小时的LB固 体平板培养,原始的大肠杆菌显现出一个清晰的变大的菌落,并且送个菌落表面显现出轻 微的白色和半透明状。如图3B所示,驯化的大肠杆菌缓慢生长,经过24小时固化平板培养 后也没有形成菌落。如图3B所示,经过44小时固体平板培养,原始的大肠杆菌的菌落继续
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