蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在開(kāi)發(fā)微生物燃料電池方面邁出了重要一步。該技術(shù)利用天然細(xì)菌從廢水的有機(jī)物中提取電子，從而產(chǎn)生電流。

 （圖片來(lái)源：UCLA）

加州大學(xué)洛杉磯分校薩繆里工程學(xué)院（UCLA Samueli School Of Engineering）材料科學(xué)與工程系的Yu Huang教授表示：“活性能源回收系統(tǒng)利用在廢水中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌，為實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性提供了雙重支持。天然細(xì)菌種群可以分解有害化合物，幫助凈化地下水?，F(xiàn)在，我們的研究也展示了通過(guò)這一過(guò)程利用可再生能源的實(shí)用方法?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)關(guān)注希瓦氏菌屬（Shewanella），這種細(xì)菌因其產(chǎn)生能量的能力而被廣泛研究。它們可以在所有類型的環(huán)境中生存并茁壯成長(zhǎng)，包括土壤、廢水和海水，而不受氧氣含量的影響。希瓦氏菌可以將有機(jī)廢棄物自然分解成更小的分子，而電子是代謝過(guò)程的副產(chǎn)品。當(dāng)細(xì)菌在電極上以薄膜的形式生長(zhǎng)，可以捕獲一些電子，從而形成能夠發(fā)電的微生物燃料電池。

然而，由奧奈達(dá)湖希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）提供電力的微生物燃料電池，此前無(wú)法從細(xì)菌中捕捉足夠的電流，使這項(xiàng)技術(shù)未能投入實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用。很少有電子能足夠快地離開(kāi)細(xì)菌膜進(jìn)入電極，并提供足夠的電流和能量。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員在由一種石墨烯氧化物構(gòu)成的電極中添加銀納米顆粒。這些納米顆粒釋放銀離子，細(xì)菌利用其代謝過(guò)程中產(chǎn)生的電子，將銀離子還原為銀納米粒子，然后將其納入細(xì)胞中。一旦進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，銀粒子就會(huì)充當(dāng)微小的傳輸線，捕捉更多由細(xì)菌產(chǎn)生的電子。該?；瘜W(xué)和生物化學(xué)系教授Xiangfeng Duan表示：“在細(xì)菌中加入銀納米顆粒，就像是為電子創(chuàng)建專用快車道。我們可以更快的速度提取更多的電子?！?/p>

隨著電子傳輸效率大幅提升，由此產(chǎn)生的含銀希瓦氏菌薄膜能夠?qū)?0%以上的新陳代謝電子輸出至外部電路，使功率達(dá)到0.66Nw/Cm 2，超過(guò)以前微生物燃料電池最佳功率的兩倍。

這項(xiàng)研究得到美國(guó)海軍研究辦公室（Office of Naval Research）的支持。該項(xiàng)研究表明，隨著電流增加和效率提升，由銀-希瓦氏菌（silver-Shewanella）混合細(xì)菌驅(qū)動(dòng)的燃料電池，可能為在實(shí)際應(yīng)用中提供足夠的功率輸出鋪平道路。

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