“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”

据世界汽车新闻报道，加州大学洛杉矶分校( ucla )率领的研究小组向微生物燃料电池的开发迈出了重要的一步。 该技术利用天然细菌从废水有机物中提取电子，产生电流。

(图像来源: ucla )

加州大学洛杉矶分校塞缪尔工程学院( ucla samueli school of engineering )材料科学与工程系教授yu huang表示:“活化能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， 天然细菌种群分解有害化合物，有助于地下水的净化。 现在，我们的研究还展示了通过这个过程利用可再生能源的实用方法。 ”

这个小组关注的是Hewanella(Shewanella )，这个细菌根据产生能量的能力被广泛研究。 它们可以不受氧气量的影响，在土壤、废水、海水等所有种类的环境中生存、繁荣。 丝柏菌能把有机废弃物自然分解成更小的分子，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，电子会被捕获一点，形成可以发电的微生物燃料电池。

但是，由奥纳达湖的希瓦氏菌( shewanella oneidensis )供电的微生物燃料电池迄今为止未能从细菌中捕捉到足够的电流，无法将该技术投入到实际的工业应用中。 能够足够快地远离细菌膜进入电极，提供足够电流和能量的电子很少。

为了解决这个问题，在石墨烯氧化物构成的电极中添加了银纳米粒子。 这些纳米粒子释放出银离子，细菌利用其代谢过程中产生的电子，将银离子还原为银纳米粒子，然后进入细胞。 一旦进入细菌体内，银粒子就充当微小的传输通道，捕捉越来越多的细菌产生的电子。 该校化学生物化学系教授相丰杜说:“向细菌中加入银纳米粒子就像为电子建设专用高速公路一样。 我们可以迅速取出越来越多的电子。 ”

随着电子输送效率的大幅提高，由此生成的含银丝柏菌薄膜可以向外部电路输出80%以上的新陈代谢电子，功率达到0.66nw/cm 2，超过以前微生物燃料电池的最佳功率的两倍。

这项研究得到了美国海军研究室( office of naval research )的支持。 根据这项研究，随着电流的增加和效率的提高，由银-丝柏菌( silver-shewanella )混合细菌驱动的燃料电池有可能为实用提供足够的输出开辟道路。