Vědci našli způsob, jak zlepšit účinnost mikrobiálních baterií jejich krmením stříbrem

Mikrobiální palivové články jsou slibnou technologií, která rozvíjí jejich schopnost výroby elektřiny, ale zatím všechny laboratorní experimenty ukázaly extrémně málo účinnost.

Nyní ale vědecká skupina z Kalifornské univerzity (Los Angeles, USA) našla celkem originální řešení, jak z bakterií vyždímat více energie. Aby to udělali, začali je krmit stříbrem. O tomto neobvyklém experimentu a jeho výsledcích se dozvíte z materiálu.

Umělecký obraz nanočástic stříbra spojujících se přes bakteriální membránu, který nyní pomohl zlepšit účinnost mikrobiálních palivových článků. AKang, Sphere Studio. Autorská práva: Yu Huang a Xiangfeng Duan

Bakterie a stříbro

Jak víte, některé druhy bakterií jsou během svého života schopné produkovat elektrony. Tyto mikroby se používají v mikrobiálních palivových článcích k výrobě elektřiny. Pěstují se ve formě filmů na elektrodách a krmí je různými organickými látkami.

Například takové neobvyklé baterie by byly skvělé pro čistírny odpadních vod, nejenže by pomohly uklidit, ale také by vyráběly další elektřinu. K tomu však bylo nutné zlepšit účinnost takových baterií.

Inženýři tedy v průběhu svého dalšího experimentu hledali způsoby, jak zvýšit účinnost generované energie, rozhodli jsme se zahájit experimenty s bakteriemi tzv Shewanella oneidensis.

Je to jeden ze slibných mikrobů pro palivové články a daří se mu v prostředí s nízkým obsahem kyslíku. Účinnost použití těchto bakterií byla omezena skutečností, že elektrony procházejí jejich membránami poměrně obtížně.

Aby tento problém vyřešili, rozhodli se vědci nejprve pěstovat bakterii na elektrodě z grafenového oxidu obsahující ionty stříbra.

Ukázalo se, že bakterie v průběhu svého života tyto ionty přeměňují na nanočástice, na dále je zapouzdřit do svých buněk, což výrazně usnadňuje průchod většího počtu elektronů skrz membrány.

Další testy ukázaly, že takto upravené bakterie dokázaly na elektrodu přenést až 81% elektronů, které vytvořily. To vše poskytlo asi 0,66 miliwattů energie na centimetr čtvereční. Podle autorů studie jde o nejvyšší míru ze všech v současnosti známých mikrobiálních palivových článků.

Mikrobiální baterie jsou samozřejmě stále velmi daleko od komerčního využití, ale tato práce vědců může přiblížit okamžik, kdy spolu s dalšími bateriemi budou aktivně využívány mikrobiální baterie.

Vědci sdíleli výsledky již odvedené práce na stránkách časopisu Science.

Líbil se vám materiál? Pak to ohodnoťte a nezapomeňte se přihlásit k odběru kanálu. Děkuji za pozornost!