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亚博体育官网—科学家为细菌注入银纳米粒子以提高微生物燃料电池的功率效率
 时间 : 2022-09-22  

据外媒报导,一个由加州年夜学洛杉矶分校带领的工程师和化学家团队在开辟微生物燃料电池方面迈出了一年夜步--该手艺操纵自然细菌从废水中的有机物中提取电子以发生电流。一项具体申明这一冲破的研究已颁发在《科学》上。

这项研究的论文配合通信作者、加州年夜学洛杉矶分校塞缪里工程学院材料科学与工程系传授兼主任Yu Huang暗示:“操纵废水中发现的细菌的活体能量收受接管系统为情况可延续性尽力供给了一记重拳。细菌的天然种群可以经由过程分化有害的化学物资来帮忙消弭地下水的污染。此刻,我们的研究还展现了一种从这一进程中操纵可再生能源的适用方式。”该团队专注在Shewanella属细菌,这些细菌因其能源生成能力而被普遍研究。它们可以在所有类型的情况中--包罗泥土、废水和海水--发展和滋生,而不受氧气程度的影响。沙瓦氏菌物种天然地将有机废料分化成更小的份子,电子是代谢进程的副产物。亚博体育官网当这些细菌在电极上长成薄膜时,一些电子可以被捕捉并构成一个微生物燃料电池进而发生电力。但是,由单胞沙瓦氏菌驱动的微生物燃料电池之前没有从细菌中捕捉足够的电流,进而以使该手艺在工业上具有适用性。很少有电子能快速移动到足以逃离细菌的膜并进入电极以供给足够的电流和功率。为领会决这个问题,研究人员在由一种氧化石墨烯构成的电极上添加了银的纳米颗粒。这些纳米颗粒释放出银离子,细菌操纵其新陈代谢进程中发生的电子将其还原为银纳米颗粒,然后融入其细胞中。一旦进入细菌体内,银颗粒就像微型传输线一样捕获细菌发生的更多电子。该研究的论文另外一位通信作者、加州年夜学洛杉矶分校化学和生物化学传授Xiangfeng Duan指出:“将银纳米粒子插手细菌中就像为电子缔造了一条专用快车道,这使得我们能以更快的速度提取更多的电子。”跟着电子传输效力的年夜幅提高,所发生的银浸泡的Shewanella薄膜向外部电路输出了80%以上的代谢电子并发生了每平方厘米0.66毫瓦的功率--比之前微生物基燃料电池的最好值超出跨越一倍以上。跟着电流的增添和效力的提高,这项由美水兵研究办公室撑持的研究注解,由银-沙瓦氏菌夹杂细菌驱动的燃料电池可能为现实情况中的足够功率输出摊平道路。—亚博体育官网


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