據外媒報道，加州大學洛杉磯分校（UCLA）領導的研究團隊在開發微生物燃料電池方面邁出了重要一步。該技術利用天然細菌從廢水的有機物中提取電子，從而產生電流。
（圖片來源：UCLA）
加州大學洛杉磯分校薩繆裡工程學院（UCLA Samueli School Of Engineering）材料科學與工程系的Yu Huang教授表示：“活效能源回收系統利用在廢水中發現的細菌，為實現環境可持續性提供了雙重支援。天然細菌種群可以分解有害化合物，幫助淨化地下水。現在，我們的研究也展示了透過這一過程利用可再生能源的實用方法。”
該團隊重點關注希瓦氏菌屬（Shewanella），這種細菌因其產生能量的能力而被廣泛研究。它們可以在所有型別的環境中生存並茁壯成長，包括土壤、廢水和海水，而不受氧氣含量的影響。希瓦氏菌可以將有機廢棄物自然分解成更小的分子，而電子是代謝過程的副產品。當細菌在電極上以薄膜的形式生長，可以捕獲一些電子，從而形成能夠發電的微生物燃料電池。
然而，由奧奈達湖希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）提供電力的微生物燃料電池，此前無法從細菌中捕捉足夠的電流，使這項技術未能投入實際的工業應用。很少有電子能足夠快地離開細菌膜進入電極，並提供足夠的電流和能量。
為了解決這個問題，研究人員在由一種石墨烯氧化物構成的電極中新增銀奈米顆粒。這些奈米顆粒釋放銀離子，細菌利用其代謝過程中產生的電子，將銀離子還原為銀奈米粒子，然後將其納入細胞中。一旦進入細菌體內，銀粒子就會充當微小的傳輸線，捕捉更多由細菌產生的電子。該校化學和生物化學系教授Xiangfeng Duan表示：“在細菌中加入銀奈米顆粒，就像是為電子建立專用快車道。我們可以更快的速度提取更多的電子。”
隨著電子傳輸效率大幅提升，由此產生的含銀希瓦氏菌薄膜能夠將80%以上的新陳代謝電子輸出至外部電路，使功率達到0.66Nw/Cm 2，超過以前微生物燃料電池最佳功率的兩倍。
這項研究得到美國海軍研究辦公室（Office of Naval Research）的支援。該項研究表明，隨著電流增加和效率提升，由銀-希瓦氏菌（silver-Shewanella）混合細菌驅動的燃料電池，可能為在實際應用中提供足夠的功率輸出鋪平道路。
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