某些细菌在分解有机废物时,比如废水中的废物,会产生少量电力。例如,希瓦氏菌将有机物分解成小分子,这一代谢过程可产生电子。从本质上说,这一过程形成了一个微生物“燃料电池”,当让细菌在电极上生长成一层薄膜时,就可以捕获其所产生的电力。

然而在银纳米颗粒出现之前,细菌产生的电量还不足以使其成为有效的能源。

来自加州大学洛杉矶分校的一支工程师和化学家团队发现,在由某种石墨烯氧化物(碳氧氢化合物)构成的电极中加入银纳米颗粒时,纳米颗粒释放的银离子会进入细菌细胞内,捕获细菌产生的更多电子。

银可促使细菌产生更多电力

“活体能量回收系统利用废水中的细菌,为环境可持续工作提供了一套组合拳”,合作通讯作者、加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院材料科学与工程系教授兼院长YuHuang在一份拟定声明中表示。“自然细菌群落可分解有害的化合物,帮助净化地表水。现在,我们的研究工作也揭示了一种从此过程利用可再生能源的实用方法。”“在细菌中加入银纳米颗粒就像是为电子开辟了一个专用快速通道”,该研究其他通讯作者、加州大学洛杉矶分校化学与生物学教授XiangfengDuan表示。“希瓦氏菌-银微生物燃料电池(MFC)产生了最高3.85毫安/平方厘米的电流密度与0.66毫瓦/平方厘米的功率密度……

这些数值都大大高于目前最好的MFC电池”,这支团队在《科学》杂志上写道。“加入银纳米颗粒之后,希瓦氏菌薄膜将电力输出增大了80%以上。”

研究作者指出,这项研究得到了美国海军研究办公室的支持,未来进一步研究可以从有机废物处理厂中大规模发电。

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