Лента TH Новости Альтернативная энергетика


Искусственная биопленка увеличивает производство энергии в микробных топливных элементах

∴ 209

Микробные топливные элементы используют метаболизм бактерий для выработки электроэнергии. Новый тип биопленки, разработанный в Байройте, вскоре может сделать эту относительно молодую технологию значительно эффективней, стабильней и более простой в использовании.

273

Исследовательской группе в Университете Байройта удалось создать материал, который гораздо лучше подходит для производства энергии в топливных элементах, чем природные биопленки.

Бактерии в микробных топливных элементах питаются органическими веществами, такими как молочная кислота. В этом контексте электроны непрерывно высвобождаются как часть метаболического процесса. Как только эти электроны входят в контакт с анодом топливного элемента, они переносятся на катод с противоположной стороны. Это создает электрический ток. До сих пор при производстве электричества, металлическая поверхность анода колонизировалась бактериями. Бактерии там размножаются, со временем создавая естественную биопленку и перенося электроны на анод. Недавно разработанная искусственная биопленка из Байройта имеет такой же эффект, но оптимизирует этот тип производства энергии несколькими способами.

Бактерии в синтетических сетках более стабильны, чем в естественной биопленке.

Материал, разработанный исследовательской группой под руководством профессора д-ра Рут Фрайтаг (Process Biotechnology) и профессора д-ра Андреаса Грейнера (Macromolecular Chemistry), представляет собой биокомпозит: точнее гидрогель. Это сеть крошечных полимерных волокон, содержащих один тип бактерий, метаболизм которых позволяет генерировать энергию без перерыва. Тем не менее, количество производимой энергии значительно выше, чем у естественного эквивалента.

На нашей биопленке содержится только один тип бактерий, а именно Shewanella oneidensis. Электрические характеристики топливного элемента с этой пленкой в два раза выше, чем когда бактерии этого вида производят естественную биопленку.Патрик Кайзер (M.Sc.), доктор наук, исследователь в Байройте и один из авторов исследования

Также существует дополнительное преимущество, это повышение производительности: энергия производится надежно и предсказуемо, так как концентрация бактерий определяется с самого начала в искусственной биопленке. Напротив, естественные биопленки высвобождают электричество таким образом, что их трудно контролировать, делая их менее стабильными. Таким образом, новый биокомпозит Байройта делает топливные элементы значительно проще в использовании.

Филипп Дончев