Un nou studiu publicat în revista Science descrie dezvoltarea pilelor de combustie microbiene, o tehnologie care utilizează bacterii naturale pentru a extrage electroni din materia organică din apele reziduale pentru a genera curenți electrici, relatează Mediafax. Se știe că populațiile de bacterii pot contribui la decontaminarea apelor subterane prin descompunerea compușilor chimici dăunători, dar noua cercetare arată, de asemenea, o modalitate practică de a valorifica energia regenerabilă din acest proces.

Condus de o echipă de la Universitatea din California - Los Angeles, studiul se concentrează pe genul de bacterii Shewanella, care pot crește și se pot dezvolta în toate tipurile de medii - inclusiv în sol, apă uzată și apă de mare - indiferent de nivelul de oxigen, potrivit Mining. Odată intrate în interiorul bacteriei, particulele de argint acționează ca niște fire de transmisie microscopice, capturând mai mulți electroni produși de bacterie.

Speciile Shewanella descompun în mod natural deșeurile organice în molecule mai mici, electronii fiind un produs secundar al procesului metabolic. Atunci când bacteriile se dezvoltă sub formă de pelicule pe electrozi, o parte din electroni pot fi capturați, formând o celulă de combustibil microbiană care produce electricitate.

Cu toate acestea, celulele microbiene de combustibil alimentate de Shewanella oneidensis nu au captat până acum suficienți curenți de la bacterii pentru a face această tehnologie practică pentru uz industrial. Puțini electroni puteau să se deplaseze suficient de repede pentru a scăpa de membranele bacteriei și a intra în electrozi pentru a furniza curenți electrici și putere suficientă.

Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au adăugat nanoparticule de argint la electrozi care sunt compuși dintr-un tip de oxid de grafenă. Nanoparticulele eliberează ioni de argint, pe care bacteriile îi reduc în nanoparticule de argint cu ajutorul electronilor generați de procesul lor metabolic și apoi îi încorporează în celulele lor. Odată ajunse în interiorul bacteriilor, particulele de argint acționează ca niște fire de transmisie microscopice, capturând mai mulți electroni produși de bacterii.

„Adăugarea nanoparticulelor de argint în bacterii este ca și cum am crea o bandă expres dedicată pentru electroni, ceea ce ne-a permis să extragem mai mulți electroni și la viteze mai mari”, a declarat Xiangfeng Duan, coautor al studiului.

Cu o eficiență mult îmbunătățită a transportului de electroni, pelicula Shewanella infuzată cu argint rezultată emite peste 80% din electronii metabolici către un circuit extern, generând o putere de 0,66 miliwați pe centimetru pătrat, mai mult decât dublul celui mai bun rezultat anterior pentru pilele de combustie bazate pe microbi.

Datorită curentului crescut și eficienței îmbunătățite, cercetarea a arătat că celulele de combustibil alimentate de bacteriile hibride argint-Shewanella pot deschide calea pentru o putere de ieșire suficientă în situații practice.

(Copyright foto: 123RF Stock Photo)