Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems

Autores
Lescano, Mariela Ines; Gasnier, Aurelien; Pedano, Maria Laura; Sica, Mauricio Pablo; Pasquevich, Daniel Miguel; Prados, Maria Belen
Año de publicación
2018
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
In this work, we report a simple and scalable method to produce high efficiency 3D graphene-based electrodes (GH) for bioelectrochemical systems. GH were obtained by self-assembly of graphene oxide, through slow reduction with ascorbic acid over conductive mesh-works (carbon cloth and stainless-steel). The GH structure and composition were characterised by electron microscopy (SEM) and spectroscopy (FTIR and Raman), whereas the electrodes' performance was tested by chronoamperometry and cyclic voltammetry in a microbial electrolysis cell (MEC) inoculated with a pure culture of G. sulfurreducens. The hydrogel had a broad pore size distribution (>1 μm), which allowed bacterial colonisation within the framework. The macro-porous structure and chemical properties of the hydrogel rendered a higher bacterial loading capacity and substrate oxidation rate than other carbonaceous materials, including different reported graphene electrodes, which significantly increased MEC performance.
Fil: Lescano, Mariela Ines. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable - Sede Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina
Fil: Gasnier, Aurelien. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia de Investigación Aplicada; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Pedano, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Sica, Mauricio Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Pasquevich, Daniel Miguel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Prados, Maria Belen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Materia
Bioelectrochemical systems
Geobacter
Graphene-based electrodes
Sulfurreducens
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/125864
Acceder
id CONICETDig_be5d49835b2417b6d606c6bfba4d9341
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/125864
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systemsLescano, Mariela InesGasnier, AurelienPedano, Maria LauraSica, Mauricio PabloPasquevich, Daniel MiguelPrados, Maria BelenBioelectrochemical systemsGeobacterGraphene-based electrodesSulfurreducenshttps://purl.org/becyt/ford/1.7https://purl.org/becyt/ford/1In this work, we report a simple and scalable method to produce high efficiency 3D graphene-based electrodes (GH) for bioelectrochemical systems. GH were obtained by self-assembly of graphene oxide, through slow reduction with ascorbic acid over conductive mesh-works (carbon cloth and stainless-steel). The GH structure and composition were characterised by electron microscopy (SEM) and spectroscopy (FTIR and Raman), whereas the electrodes' performance was tested by chronoamperometry and cyclic voltammetry in a microbial electrolysis cell (MEC) inoculated with a pure culture of G. sulfurreducens. The hydrogel had a broad pore size distribution (>1 μm), which allowed bacterial colonisation within the framework. The macro-porous structure and chemical properties of the hydrogel rendered a higher bacterial loading capacity and substrate oxidation rate than other carbonaceous materials, including different reported graphene electrodes, which significantly increased MEC performance.Fil: Lescano, Mariela Ines. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable - Sede Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Gasnier, Aurelien. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia de Investigación Aplicada; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Pedano, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Sica, Mauricio Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Pasquevich, Daniel Miguel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Prados, Maria Belen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaRoyal Society of Chemistry2018-08info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/125864Lescano, Mariela Ines; Gasnier, Aurelien; Pedano, Maria Laura; Sica, Mauricio Pablo; Pasquevich, Daniel Miguel; et al.; Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems; Royal Society of Chemistry; RSC Advances; 8; 47; 8-2018; 26755-267632046-2069CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://xlink.rsc.org/?DOI=C8RA03846Einfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1039/C8RA03846Einfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-03T09:44:38Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/125864instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-03 09:44:38.62CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems
title Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems
spellingShingle Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems
Lescano, Mariela Ines
Bioelectrochemical systems
Geobacter
Graphene-based electrodes
Sulfurreducens
title_short Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems
title_full Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems
title_fullStr Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems
title_full_unstemmed Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems
title_sort Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems
dc.creator.none.fl_str_mv Lescano, Mariela Ines
Gasnier, Aurelien
Pedano, Maria Laura
Sica, Mauricio Pablo
Pasquevich, Daniel Miguel
Prados, Maria Belen
author Lescano, Mariela Ines
author_facet Lescano, Mariela Ines
Gasnier, Aurelien
Pedano, Maria Laura
Sica, Mauricio Pablo
Pasquevich, Daniel Miguel
Prados, Maria Belen
author_role author
author2 Gasnier, Aurelien
Pedano, Maria Laura
Sica, Mauricio Pablo
Pasquevich, Daniel Miguel
Prados, Maria Belen
author2_role author
author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv Bioelectrochemical systems
Geobacter
Graphene-based electrodes
Sulfurreducens
topic Bioelectrochemical systems
Geobacter
Graphene-based electrodes
Sulfurreducens
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/1.7
https://purl.org/becyt/ford/1
dc.description.none.fl_txt_mv In this work, we report a simple and scalable method to produce high efficiency 3D graphene-based electrodes (GH) for bioelectrochemical systems. GH were obtained by self-assembly of graphene oxide, through slow reduction with ascorbic acid over conductive mesh-works (carbon cloth and stainless-steel). The GH structure and composition were characterised by electron microscopy (SEM) and spectroscopy (FTIR and Raman), whereas the electrodes' performance was tested by chronoamperometry and cyclic voltammetry in a microbial electrolysis cell (MEC) inoculated with a pure culture of G. sulfurreducens. The hydrogel had a broad pore size distribution (>1 μm), which allowed bacterial colonisation within the framework. The macro-porous structure and chemical properties of the hydrogel rendered a higher bacterial loading capacity and substrate oxidation rate than other carbonaceous materials, including different reported graphene electrodes, which significantly increased MEC performance.
Fil: Lescano, Mariela Ines. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia del área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable - Sede Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina
Fil: Gasnier, Aurelien. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia de Investigación Aplicada; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Pedano, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Sica, Mauricio Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Pasquevich, Daniel Miguel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina
Fil: Prados, Maria Belen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
description In this work, we report a simple and scalable method to produce high efficiency 3D graphene-based electrodes (GH) for bioelectrochemical systems. GH were obtained by self-assembly of graphene oxide, through slow reduction with ascorbic acid over conductive mesh-works (carbon cloth and stainless-steel). The GH structure and composition were characterised by electron microscopy (SEM) and spectroscopy (FTIR and Raman), whereas the electrodes' performance was tested by chronoamperometry and cyclic voltammetry in a microbial electrolysis cell (MEC) inoculated with a pure culture of G. sulfurreducens. The hydrogel had a broad pore size distribution (>1 μm), which allowed bacterial colonisation within the framework. The macro-porous structure and chemical properties of the hydrogel rendered a higher bacterial loading capacity and substrate oxidation rate than other carbonaceous materials, including different reported graphene electrodes, which significantly increased MEC performance.
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018-08
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/125864
Lescano, Mariela Ines; Gasnier, Aurelien; Pedano, Maria Laura; Sica, Mauricio Pablo; Pasquevich, Daniel Miguel; et al.; Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems; Royal Society of Chemistry; RSC Advances; 8; 47; 8-2018; 26755-26763
2046-2069
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/125864
identifier_str_mv Lescano, Mariela Ines; Gasnier, Aurelien; Pedano, Maria Laura; Sica, Mauricio Pablo; Pasquevich, Daniel Miguel; et al.; Development and characterisation of self-assembled graphene hydrogel-based anodes for bioelectrochemical systems; Royal Society of Chemistry; RSC Advances; 8; 47; 8-2018; 26755-26763
2046-2069
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://xlink.rsc.org/?DOI=C8RA03846E
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1039/C8RA03846E
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Royal Society of Chemistry
publisher.none.fl_str_mv Royal Society of Chemistry
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1842268680180727808
score 13.13397

Publicaciones similares