Tutkijat ovat löytäneet tavan parantaa mikro -akkujen tehokkuutta syöttämällä niihin hopeaa

Mikrobiset polttokennot ovat yksi lupaava tekniikka, joka kehittää kykyä sähköntuotantoa, mutta toistaiseksi kaikki laboratoriokokeet ovat osoittaneet erittäin alhaisen tehokkuutta.

Mutta nyt Kalifornian yliopiston (Los Angeles, USA) tieteellinen ryhmä on löytänyt melko alkuperäisen ratkaisun siihen, miten bakteereista saadaan enemmän energiaa. Tätä varten he alkoivat syöttää heille hopeaa. Opit tästä epätavallisesta kokeesta ja sen tuloksista materiaalista.

Taiteellinen kuva hopeananohiukkasista, jotka yhdistävät bakteerikalvon, mikä on nyt auttanut parantamaan mikrobien polttokennojen tehokkuutta. AKang, Sphere Studio. Tekijänoikeus: Yu Huang ja Xiangfeng Duan

Bakteereja ja hopeaa

Kuten tiedätte, jotkut bakteerityypit elämänsä aikana kykenevät tuottamaan elektroneja. Näitä mikrobeja käytetään mikrobipolttokennoissa sähkön tuottamiseen. Niitä kasvatetaan kalvoina elektrodeilla, samalla kun ne ruokkivat erilaisia ​​orgaanisia aineita.

Esimerkiksi tällaiset epätavalliset akut sopisivat erinomaisesti jätevedenpuhdistamoihin, eivät ainoastaan ​​auttaisi puhdistumaan, vaan myös tuottavat lisää sähköä. Mutta tätä varten oli tarpeen parantaa tällaisten paristojen tehokkuutta.

Joten insinöörit seuraavan kokeilunsa aikana etsivät tapoja lisätä tuotetun energian tehokkuudesta, päätimme aloittaa kokeilut ns Shewanella oneidensis.

Se on yksi lupaavista mikrobeista polttokennoille ja kukoistaa vähähappisessa ympäristössä. Näiden bakteerien käytön tehokkuutta rajoitti se, että elektronit kulkevat kalvojensa läpi melko vaikeasti.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat päättivät aluksi kasvattaa bakteerin hopeaioneja sisältävällä grafeenioksidielektrodilla.

Kävi ilmi, että bakteerit muuttavat elämänsä aikana nämä ionit nanohiukkasiksi upottamalla ne edelleen soluihinsa, mikä helpottaa suuresti suuremman määrän elektronien kulkua läpi kalvot.

Lisätestit osoittivat, että tällä tavalla modifioidut bakteerit pystyivät siirtämään jopa 81% tuottamistaan ​​elektroneista elektrodille. Kaikki tämä antoi noin 0,66 milliwattia energiaa neliösenttimetriä kohti. Tutkimuksen tekijöiden mukaan tämä on korkein luku kaikista tällä hetkellä tunnetuista mikrobipolttokennoista.

Mikroakut ovat tietysti edelleen kaukana kaupallisesta käytöstä, mutta tämä tutkijoiden työ voi tuoda lähemmäs hetkeä, jolloin niitä käytetään yhdessä muiden akkujen kanssa aktiivisesti mikrobiparistot.

Tutkijat ovat jakaneet jo tehdyn työn tulokset Science -lehden sivuille.

Piditkö materiaalista? Arvioi sitten ja älä unohda tilata kanavaa. Kiitos huomiostasi!