Naukowcy znaleźli sposób na poprawę wydajności baterii mikrobiologicznych poprzez karmienie ich srebrem

Mikrobiologiczne ogniwa paliwowe to jedna z obiecujących technologii, która rozwija zdolność do: wytwarzanie energii elektrycznej, ale jak dotąd wszystkie eksperymenty laboratoryjne wykazały skrajnie niskie efektywność.

Ale teraz grupa naukowa z Uniwersytetu Kalifornijskiego (Los Angeles, USA) znalazła dość oryginalne rozwiązanie, jak wycisnąć więcej energii z bakterii. Aby to zrobić, zaczęli karmić je srebrem. O tym niezwykłym eksperymencie i jego wynikach dowiecie się z materiału.

Artystyczny obraz nanocząsteczek srebra łączących się przez błonę bakteryjną, co pomogło obecnie poprawić wydajność mikrobiologicznych ogniw paliwowych. AKang, Studio Sfery. Prawa autorskie: Yu Huang i Xiangfeng Duan

Bakterie i srebro

Jak wiecie, niektóre rodzaje bakterii w trakcie swojego życia są w stanie wytwarzać elektrony. Mikroby te są wykorzystywane w mikrobiologicznych ogniwach paliwowych do wytwarzania energii elektrycznej. Uprawia się je w postaci folii na elektrodach, podając im jednocześnie różne substancje organiczne.

Na przykład takie niezwykłe akumulatory świetnie sprawdziłyby się w oczyszczalniach ścieków, nie tylko pomagając sprzątać, ale także wytwarzając dodatkową energię elektryczną. Ale do tego konieczna była poprawa wydajności takich akumulatorów.

Więc inżynierowie w trakcie kolejnego eksperymentu, szukając sposobów na wzrost efektywności generowanej energii, postanowiliśmy rozpocząć eksperymenty z bakteriami zwanymi Shewanella oneidensis.

Jest to jeden z obiecujących drobnoustrojów do ogniw paliwowych i rozwija się w środowiskach o niskiej zawartości tlenu. Skuteczność wykorzystania tych bakterii była ograniczona przez fakt, że elektrony przechodzą przez ich błony dość utrudnione.

Aby rozwiązać ten problem, naukowcy postanowili początkowo wyhodować bakterię na elektrodzie z tlenku grafenu zawierającej jony srebra.

Okazało się, że bakterie w trakcie swojego życia przekształcają te jony w nanocząsteczki, w dalsze osadzenie ich w swoich komórkach, co znacznie ułatwia przechodzenie przez nie większej liczby elektronów membrany.

Dalsze testy wykazały, że zmodyfikowane w ten sposób bakterie były w stanie przenieść do 81% wytworzonych przez siebie elektronów na elektrodę. Wszystko to dostarczyło około 0,66 miliwata energii na centymetr kwadratowy. Według autorów badania jest to najwyższy wskaźnik spośród wszystkich obecnie znanych mikrobiologicznych ogniw paliwowych.

Oczywiście baterie mikrobiologiczne są nadal bardzo dalekie od komercyjnego wykorzystania, ale ta praca naukowców może: przybliżyć moment, w którym wraz z innymi bateriami będą aktywnie eksploatowane baterie mikrobiologiczne.

Naukowcy podzielili się wynikami już wykonanej pracy na łamach czasopisma Science.

Podobał Ci się materiał? Następnie oceń go i nie zapomnij zasubskrybować kanału. Dziękuję za uwagę!