Ученые под руководством Дерека Лавли (Derek Lovley) из университета штата
Массачусетс смогли увеличить выходную мощность
микробных топливных элементов более чем в 10 раз, сообщает
TerraDaily. Бактериям были созданы условия для формирования так называемых «биофильмов» — слизистых пленок, образующихся на поверхности субстрата, что и позволило добиться столь впечатляющих результатов.
Микробные топливные элементы основаны на использовании потока электронов, образующихся при энергетическом обмене ряда бактерий. Как указывает д-р Лавли, наиболее перспективными представляются топливные элементы на основе металл-редуцирующих бактерий, которые способны передавать создаваемый ими ток непосредственно на металлический электрод, минуя дорогостоящие и токсичные вещества-посредники (медиаторы).
Некоторые виды таких бактерий выработали в ходе эволюции способность переносить электроны к металлам, находящимся в окружающей среде. У этих микробов имеются длинные отростки, напоминающие микроскопические провода. Именно за счет таких отростков-проводов микробные клетки могут присоединяться друг к другу, образуя микропленки. И эти же отростки служат для передачи потока электронов железу, содержащемуся в почве.
Раньше считалось, что для создания потока электронов необходимо, чтобы каждая клетка имела прямой контакт с электродом. Однако ученые обнаружили, что мощность топливного элемента на основе мутантных металл-редуцирующих бактерий увеличилась в несколько раз, когда на поверхности электрода образовалась достаточно толстая микропленка, состоящая из бактерий с отростками. Очевидно, биофильм функционировал как единая токопроводящая система. Эта система объединяла индивидуальные потоки электронов, производимые отдельными клетками микробов, даже в том случае, если находящиеся в центре клетки не имели прямого контакта с электродом.
Специалисты считают, что открытие может значительно приблизить момент создания микробных топливных элементов, пригодных для практического применения.
Поделиться