The study aimed to develop a high-power enzymatic electrode for a wearable fuel cell that generates electricity utilizing lactate present in a sweat as fuel. Anode was fabricated by immobilizing lactate oxidase (LOx) on flexible carbon paper. As the lactate concentration in the electrolyte solution increased, the amount of current generated by catalysis of lactate oxidase increased. The immobilized LOx generated 1.5-times greater oxidation current density in the presence of gold nanoparticles than carbon paper only. Bilirubin oxidase (BOD)-immobilized cathode generated a larger amount of reduction current in the electrolyte saturated with oxygen than purged with nitrogen. A fuel cell composed of two electrodes was fabricated and cell voltage was measured under different discharge current. At the discharge current density of 66.7 ㎂/cm2, the cell voltage was 0.5±0.0 V leading to maximum cell power density of 33.8±2.5 ㎼/cm2.
KIM, HYUNG JOO;MOON SIK HYUN;IN SEOP CHANG;BYUNG HONG KIM
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.9
no.3
/
pp.365-367
/
1999
A fuel cell type biosensor for lactate was developed using a metal-reducing bacterium, Shewanella putrefaciens IR-1. Under the operational conditions, the bacterial cell suspension generated the current without an electrochemical mediator in the presence of lactate. The current was proportional to the lactate concentration up to 30 mM.
Ke Shi;Keerthi Booshan Manikandan;Young-Bong Choi;Chang-Joon Kim
Korean Chemical Engineering Research
/
v.62
no.3
/
pp.238-245
/
2024
The lactate electrode can be utilized either as an electrode for lactate sensor to monitor the patient's health status, stress level, and athlete's fatigue in real time or lactate fuel cell. In this study, we fabricated a high-performance electrode composed of lactate oxidase, catalase, and mitochondria, and investigated the surface analysis and electrochemical properties of this electrode. Carbon paper modified with single-walled carbon nanotubes (CP-SWCNT) had significantly improved electrical conductivity compared to before modification. The electrode to which lactate oxidase, catalase, and mitochondria were attached (CP-SWCNT-LOx-Cat-Mito) produced a higher current than the electrode to which lactate oxidase and catalase were attached. The amount of reduction current produced by the bilirubin oxidase (BOD)-attached electrode (CP-SWCNT-BOD) was greatly affected by the presence or absence of oxygen in the electrolyte. The fuel cell composed of CP-SWCNT-LOx-Cat-Mito (anode) and CP-SWCNT-BOD (cathode) produced maximum power (29 ㎼/cm2) at a discharge current density of 133 ㎂/cm2. From this study, we had proved that mitochondria is essential for improving lactate sensor and fuel cell performance.
We deviced a new graphite-Mn(II) electrode and found that the modified electrode with Mn(II) can catalyze NADH oxidation and $NAD^+$ reduction coupled to electricity production and consumption as oxidizing agent and reducing power, respectively. In fuel cell with graphite-Mn(II) anode and graphite-Fe(III) cathode, the electricity of 1.5 coulomb (A x s) was produced from NADH which was electrochemically reduced by the graphite-Mn(II) electrode. When the initial concentrations of pyruvate and acetaldehyde were adjusted to 40 mM and 200 mM, respectively, about 25 mM lactate and 35 mM ethanol were produced from 40 mM pyruvate and 200 mM acetaldehyde, respectively, by catalysis of ADH and LDH in the electrochemical reactor with $NAD^+$ as cofactor and electricity as reducing power. By using this new electrode with catalytic function, the bioelectrocatalysts are engineered; namely, oxidoreductase (e.g., lactate dehydrogenase) and $NAD^+$ can function for biotransformation without electron mediator and second oxidoreductase for $NAD^+$/NADH recycling.
Eaktasang, Numfon;Kang, Christina S.;Ryu, Song Jung;Suma, Yanasinee;Kim, Han S.
Environmental Engineering Research
/
v.18
no.4
/
pp.277-281
/
2013
A dual-chamber microbial fuel cell (MFC) inoculated with Desulfovibrio desulfuricans and supplemented with lactate as an organic fuel was employed in this study. Biofilm formed on the anodic electrode was examined by scanning electron microscopy, revealing that the amount of biofilm was increased with repeated cycles of MFC operation. The maximum current production was notably increased from the first cycle ($1,310.0{\pm}22.3mA/m^2$) to the final cycle ($1,539.4{\pm}25.8mA/m^2$) of MFC run. Coulombic efficiency was also increased from $89.4%{\pm}0.2%$ to $98.9%{\pm}0.5%$. We suggest that the current production efficiency was related to the biomass of biofilm formed on the electrode, which was also increased as the MFC run was repeated. It was also found that D. desulfuricans, which colonized on the electrode, produced filaments or nano-pili. Nano-pili were effective for the attachment of cells on the electrode. In addition, the nano-pili provided a cell-to-cell link and stimulated the development of thicker electroactive biofilm, and therefore, they facilitated electron transfer to the anode. Conclusively, the biofilm of D. desulfuricans enhanced the current production in the MFC as a result of effective attachment of cells and electron transfer from the cell network to the electrode.
JEON SUNG JIN;SHIN IN HO;SANG BYUNG IN;PARK DOO HYUN
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.15
no.2
/
pp.281-286
/
2005
We created a new graphite-Cu(II) electrode and found that the electrode could catalyze FADH$_2$ oxidation and FAD reduction coupled to electricity production and consumption, respectively. In a fuel cell with graphite-Cu(II) anode and graphite-Fe(III) cathode, the electricity was produced by coupling to the spontaneous oxidation of FADH$_2$ Fumarate and xylose were not produced from the enzymatic oxidation of succinate and xylitol without FAD, respectively, but produced with FAD. The production of fumarate and xylose in the reactor with FAD electrochemically regenerated was maximally 2- 5 times higher than that in the reactor with FAD. By using this new electrode with catalytic function, a bioelectrocatalysts can be engineered; namely, oxidoreductase (e.g., lactate dehydrogenase) and FAD can function for biotransformation without an electron mediator and second oxidoreductase for cofactors recycling.
The aim of this paper was to study the effect of spent medium recycle on Spodoptera exigua Se301 cell line proliferation, metabolism, and baculovirus production when grown in batch suspension cultures in Ex-Cell 420 serum-free medium. The results showed that the recycle of 20% of spent medium from a culture in mid-exponential growth phase improved growth relative to a control culture grown in fresh medium. Although both glucose and glutamine were still present at the end of the growth phase, glutamate was always completely exhausted. The pattern of the specific glucose and lactate consumption and production rates, as well as the specific glutamine and glutamate consumption rates, suggests a metabolic shift at spent medium recycle values of over 60%, with a decrease in the efficiency of glucose utilization and an increase in glutamate consumption to fuel energy metabolism. Baculovirus infection provoked a change in the metabolic pattern of Se301 cells, although a beneficial effect of spent medium recycle was also observed. Both growth rate and maximum viable cell density decreased relative to uninfected cultures. The efficiency of glucose utilization was dramatically reduced in those cultures containing the lowest percentages of spent medium, whereas glutamine and glutamate consumption was modulated, thereby suggesting that infected cells were devoted to virus replication, retaining their ability to incorporate the nutrients required to support viral replication. Recycle of 20% of spent medium increased baculovirus production by around 90%, thus showing the link between cell growth and baculovirus production.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.