加州大学洛杉矶分校在细菌中加入银 使微生物燃料电池的功率超过以往两倍

据外媒报道，由加州大学洛杉矶分校领导的研究团队在开发微生物燃料电池方面迈出了重要一步。这项技术利用天然细菌从废水中的有机物中提取电子，从而产生电流。

加州大学洛杉矶分校塞缪尔工程学院材料科学与工程系的Yu Huang教授说， “活性能量回收系统利用废水中发现的细菌，为实现环境可持续性提供双重支持。天然细菌种群可以分解有害化合物，并有助于净化地下水。现在，我们的研究还展示了通过这一过程利用可再生能源的实用方法。该团队专注于志贺菌属，该属被广泛研究ed的发电能力。它们可以在所有类型的环境中生存和茁壮成长，包括土壤、废水和海水，而不受氧气含量的影响。湿婆菌可以自然地将有机废物分解成更小的分子，而电子是代谢过程的副产品。当细菌在电极上以薄膜的形式生长时，它们可以捕获一些电子，形成可以发电的微生物燃料电池。然而，由奥尼达湖湿婆菌提供动力的微生物燃料电池此前无法从细菌中捕获足够的电流，阻碍了这项技术的实际工业应用。很少有电子能足够快地离开细菌膜进入电极并提供足够的电流和能量。为了解决这个问题，研究人员在由氧化石墨烯组成的电极中添加了银纳米颗粒。这些纳米颗粒释放出银离子，细菌利用代谢过程中产生的电子将银离子还原为银纳米颗粒，然后将其并入细胞。一旦进入细菌体内，银粒子就充当微小的传输线，捕获细菌产生的更多电子。该校化学与生物化学系教授段向峰表示，“向细菌中添加银纳米颗粒就像为电子开辟了一条专用的快车道。我们可以更快地提取更多的电子。”随着电子转移效率的显著提高，所得到的含银志贺菌薄膜可以向外部电路输出80%以上的代谢电子，产生0.66Nw/cm2的功率，是以前微生物燃料电池最佳功率的两倍多。这项研究得到了美国海军研究办公室的支持。这项研究表明，随着电流的增加和效率的提高，由银志贺菌混合物驱动的燃料电池可能为在实际应用中提供足够的功率输出铺平道路。

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