Vedci našli spôsob, ako zlepšiť účinnosť mikrobiálnych batérií ich podávaním striebra

Mikrobiálne palivové články sú jednou sľubnou technológiou, ktorá rozvíja schopnosť výroby elektrickej energie, ale zatiaľ všetky laboratórne experimenty ukázali extrémne nízke účinnosť.

Teraz však vedecká skupina z Kalifornskej univerzity (Los Angeles, USA) našla pomerne originálne riešenie, ako z baktérií vytlačiť viac energie. Aby to urobili, začali ich kŕmiť striebrom. O tomto neobvyklom experimente a jeho výsledkoch sa dozviete z materiálu.

Umelecký obraz nanočastíc striebra spájajúcich sa cez bakteriálnu membránu, ktorý teraz pomohol zlepšiť účinnosť mikrobiálnych palivových článkov. AKang, Sphere Studio. Autorské právo: Yu Huang a Xiangfeng Duan

Baktérie a striebro

Ako viete, niektoré druhy baktérií počas svojho života sú celkom schopné produkovať elektróny. Tieto mikróby sa používajú v mikrobiálnych palivových článkoch na výrobu elektriny. Pestujú sa vo forme filmov na elektródach, pričom ich kŕmia rôznymi organickými látkami.

Napríklad také neobvyklé batérie by boli skvelé pre čistiarne odpadových vôd, nielenže pomôžu pri čistení, ale aj vyrábajú dodatočnú elektrickú energiu. Na to však bolo potrebné zlepšiť účinnosť takýchto batérií.

Inžinieri teda v priebehu svojho ďalšieho experimentu hľadali spôsoby, ako ich zvýšiť účinnosti generovanej energie, rozhodli sme sa začať experimenty s baktériami tzv Shewanella oneidensis.

Je to jeden zo sľubných mikróbov pre palivové články a darí sa mu v prostredí s nízkym obsahom kyslíka. Účinnosť použitia týchto baktérií bola obmedzená skutočnosťou, že elektróny prechádzajú cez ich membrány dosť ťažko.

Aby sa tento problém vyriešil, vedci sa rozhodli spočiatku pestovať baktériu na elektróde oxidu grafénu obsahujúcej ióny striebra.

Ukázalo sa, že baktérie v priebehu svojho života transformujú tieto ióny na nanočastice, na ich ďalšie vloženie do svojich buniek, čo výrazne uľahčuje prechod väčšieho počtu elektrónov membrány.

Ďalšie testy ukázali, že takto upravené baktérie boli schopné preniesť až 81% elektrónov, ktoré vyrobili, na elektródu. To všetko poskytovalo asi 0,66 miliwattu energie na centimeter štvorcový. Podľa autorov štúdie je to najvyššia miera zo všetkých v súčasnosti známych mikrobiálnych palivových článkov.

Mikrobiálne batérie sú samozrejme stále veľmi ďaleko od komerčného použitia, ale táto práca vedcov môže priblížiť okamih, keď budú spolu s inými batériami aktívne využívané mikrobiálne batérie.

Vedci sa podelili o výsledky už vykonanej práce na stránkach časopisu Science.

Páčil sa vám materiál? Ohodnoťte ho a nezabudnite sa prihlásiť na odber kanála. Ďakujem za tvoju pozornosť!