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

据国外媒体报道，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。

(来源:加州大学洛杉矶分校)

加州大学洛杉矶分校塞缪尔利工程学院材料科学与工程系的余煌教授表示:“主动能量回收系统利用了废水中发现的细菌，为环境可持续发展提供了双重支持。自然菌群可以分解有害化合物，帮助净化地下水。现在，我们的研究还展示了一种通过这一过程使用可再生能源的实用方法。”

该小组重点研究希瓦氏菌，这是一种因其产生能量的能力而被广泛研究的细菌。它们可以在各种环境中生存和茁壮成长，包括土壤、废水和海水，无论氧气含量如何。舍瓦可以自然地将有机废物分解成更小的分子，电子是代谢过程的副产品。当细菌以薄膜的形式在电极上生长时，它们可以捕获一些电子，从而形成能够发电的微生物燃料电池。

然而，奥奈达湖希瓦氏菌(Shewanella oneidensis)提供动力的微生物燃料电池之前无法从细菌中捕获足够的电流，导致这项技术无法投入实际的工业应用。很少有电子能够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，研究人员将银纳米粒子添加到由氧化石墨烯制成的电极中。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成银纳米粒子，然后被整合到细胞中。一旦进入细菌内部，银粒子将充当微小的传输线，以捕获更多由细菌产生的电子。该校化学和生物化学教授向峰段(音译)说:“给细菌添加银纳米粒子就像为电子创造了一条特殊的快车道。我们可以更快地提取更多的电子。”

随着电子传输效率的大幅提高，含银舍瓦膜可以将80%以上的代谢电子输出到外部电路，使功率达到0.66Nw/Cm 2，是以往微生物燃料电池最佳功率的两倍多。

这项研究得到了海军研究办公室的支持。该研究表明，随着电流和效率的提高，银希瓦氏菌混合菌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。据国外媒体报道，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。

(来源:加州大学洛杉矶分校)

加州大学洛杉矶分校塞缪尔利工程学院材料科学与工程系的余煌教授表示:“主动能量回收系统利用了废水中发现的细菌，为环境可持续发展提供了双重支持。自然菌群可以分解有害化合物，帮助净化地下水。现在，我们的研究还展示了一种通过这一过程使用可再生能源的实用方法。”

该小组重点研究希瓦氏菌，这是一种因其产生能量的能力而被广泛研究的细菌。它们可以在各种环境中生存和茁壮成长，包括土壤、废水和海水，无论氧气含量如何。舍瓦可以自然地将有机废物分解成更小的分子，电子是代谢过程的副产品。当细菌以薄膜的形式在电极上生长时，它们可以捕获一些电子，从而形成能够发电的微生物燃料电池。

然而，奥奈达湖希瓦氏菌(Shewanella oneidensis)提供动力的微生物燃料电池之前无法从细菌中捕获足够的电流，导致这项技术无法投入实际的工业应用。很少有电子能够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，研究人员将银纳米粒子添加到由氧化石墨烯制成的电极中。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成银纳米粒子，然后被整合到细胞中。一旦进入细菌内部，银粒子将作为微小的传输线来捕获更多产生的电子……y细菌。该校化学和生物化学教授向峰段(音译)说:“给细菌添加银纳米粒子就像为电子创造了一条特殊的快车道。我们可以更快地提取更多的电子。”

随着电子传输效率的大幅提高，含银舍瓦膜可以将80%以上的代谢电子输出到外部电路，使功率达到0.66Nw/Cm 2，是以往微生物燃料电池最佳功率的两倍多。

这项研究得到了海军研究办公室的支持。该研究表明，随着电流和效率的提高，银希瓦氏菌混合菌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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