Новости космоса и технологий. » Химия » Исследователи вводят в бактерии серебро для повышения энергоэффективности топливных элементов

Исследователи вводят в бактерии серебро для повышения энергоэффективности топливных элементов

Опубликовал: Admin, 18-09-2021, 15:15, Химия, 5 965, 0

Исследователи вводят в бактерии серебро для повышения энергоэффективности топливных элементов

Команда инженеров и химиков под руководством AUCLA сделала важный шаг вперед в разработке микробных топливных элементов - технологии, в которой природные бактерии извлекают электроны из органических веществ в сточных водах и генерируют электрические токи. Исследование, подробно описывающее этот прорыв, было недавно опубликовано в Наука .

«Живая система рекуперации энергии, использующая бактерии, обнаруженные в сточных водах, предлагает один-два удара для усилий по обеспечению экологической устойчивости», - сказал соавтор-корреспондент Ю Хуанг, профессор и заведующий кафедрой материаловедения и инженерии инженерной школы УКЛАС. «Естественные популяции бактерий могут помочь обеззараживать грунтовые воды, расщепляя вредные химические соединения. Теперь наши исследования также показывают практический способ использования Возобновляемых источников энергии Из этого процесса».

Команда сосредоточилась на бактерии Шеванелла , которые широко изучены с точки зрения их способности генерировать энергию. Они могут расти и развиваться во всех типах окружающей среды, включая почву, сточные воды и морскую воду, независимо от уровня кислорода.

Шеванелла Виды естественным образом расщепляют органические отходы на более мелкие молекулы, при этом электроны являются побочным продуктом метаболического процесса. Когда бактерии растут в виде пленок на электродах, часть электронов может захватываться, образуя микробный топливный элемент, который производит электричество.

Однако микробные топливные элементы при поддержке Shewanella oneidensis ранее не улавливали достаточные токи от бактерий, чтобы сделать технологию практичной для промышленного использования. Немногие электроны могут двигаться достаточно быстро, чтобы покинуть мембраны бактерий и войти в электроды, чтобы обеспечить достаточный электрический ток и мощность.

Чтобы решить эту проблему, исследователи добавили наночастицы серебра в электроды, которые состоят из типа оксида графена. Наночастицы высвобождают ионы серебра, которые бактерии превращают в наночастицы серебра, используя электроны, генерируемые в процессе их метаболизма, а затем внедряются в свои клетки. Попадая внутрь бактерий, частицы серебра действуют как проводники для передачи микроскопов, улавливая больше электронов, производимых бактериями.

«Добавление наночастиц серебра В бактерии похоже на создание выделенной экспресс-полосы для электронов, которая позволяет нам извлекать больше электронов и на более высоких скоростях», - сказал Сянфэн Дуань, другой автор исследования, профессор химии и химии. биохимия в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.

Благодаря значительно улучшенной эффективности переноса электронов полученный в результате наполненный серебром Шеванелла пленка выводит более 80% метаболическихэлектронов во внешнюю цепь, генерируя мощность 066 милливатт на квадратный сантиметр, что более чем вдвое превышает предыдущий показатель для топливных элементов на основе микробов.

При увеличении силы тока и улучшенной эффективности исследование, которое было поддержано Управлением военно-морских исследований, показало, что топливные элементы питаются от серебра- Шеванелла гибрид бактерии может проложить путь к достаточной выходной мощности в практических условиях.

Бочэнкао, докторант Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, которого консультировали Хуан и Дуань, является первым автором статьи. Другие ведущие авторы UCLA - Джерард Вонг, профессор биоинженерии; Пол Вайс, президент Калифорнийского университета и выдающийся профессор химии и биохимии, биоинженерии, и Материаловедение и инженерия; и Чонг Лю, доцент кафедры химии и биохимии. Кеннет Нилсон, почетный профессор наук о Земле в США, также является старшим автором.

Дуан, Хуанг и Вайс - все члены Калифорнийского института наносистем при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии