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科學(xué)家將銀納米顆粒添加到細(xì)菌,以獲得更高效的微生物燃料電池

來源:本站  發(fā)布時(shí)間:2021年09月28日 作者:

據(jù)報(bào)道,微生物燃料電池是一種頗具前景的發(fā)電新技術(shù),但到目前為止,研究人員被它們的低效率所困擾?,F(xiàn)在,相關(guān)的研究人員已經(jīng)找到了從它們身上獲取更多能量的方法,即通過給細(xì)菌“喂食”銀來使它們更具導(dǎo)電性。



一些細(xì)菌通過其正常的新陳代謝過程產(chǎn)生電子,微生物燃料電池利用這一點(diǎn)來產(chǎn)生電力。在電極上的薄膜中培養(yǎng)它們,給它們喂食有機(jī)物,然后,研究人員就能獲得一個(gè)在幫助清理廢水的同時(shí)發(fā)電的設(shè)備。至少,這就是它在理想世界中的工作方式,但實(shí)際上很少有電子能夠以足夠快的速度逃離細(xì)菌膜并進(jìn)入電極以提供足夠的電流和功率。

因此,在新研究中,團(tuán)隊(duì)尋找到了提高發(fā)電量的方法:從名為Shewanella oneidensis的細(xì)菌開始,這是一種有前景的燃料電池微生物,在低氧環(huán)境中茁壯成長。事實(shí)證明,它的效率受到細(xì)菌膜的限制,電子很難通過它“逃逸”。



故技術(shù)人員通過在細(xì)菌內(nèi)部植入傳輸線來解決這個(gè)問題。研究小組在由氧化石墨烯制成的電極上培育出Shewanella oneidensis細(xì)菌,該電極中嵌入了銀離子。細(xì)菌將這些離子還原成納米顆粒,納入其細(xì)胞內(nèi),這有助于更多電子逃到其膜外。

相關(guān)負(fù)責(zé)人說:“將銀納米粒子加入細(xì)菌中,就像為電子創(chuàng)造了一條專用快車道,這使我們能夠提取更多的電子,而且速度更快?!?/span>



而且,經(jīng)過改進(jìn)后,細(xì)菌現(xiàn)在將其產(chǎn)生的81%的電子送入電極。這產(chǎn)生了每平方厘米0.66毫瓦的功率,研究人員稱這是微生物燃料電池的最高功率密度,差距相當(dāng)大。這一突破可能有助于使微生物燃料電池在現(xiàn)實(shí)世界中更加實(shí)用。




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