Технология микробных батарей: от исторической инновации профессора Портера к потенциальным будущим применениям, включая очистку сточных вод и устойчивое производство энергии
И если я бактерии могут ли они стать главными героями нашего энергетического будущего? Эта идея, которая может показаться чем-то прямо из научно-фантастического рассказа, на самом деле является тем, что происходит сегодня в мире микробных батарей. Эта технология, возникшая в результате исследований, начатых более века назад, сегодня становится одним из наиболее многообещающих путей к устойчивому будущему.
В начале 20-го века, а именно в 1910 году, профессор Портер стал предшественником изучения производства электроэнергии с помощью бактерий, положив начало концепции микробной батареи. В своей работе под названием «Электрический эффект, сопровождающий разложение органических соединений» и опубликованной на Королевское обществоПортер открыл новый научный горизонт, хотя в то время к нему не было особого интереса. Однако конец двадцатого века стал важным поворотным моментом: открытие бактерии, способные переносить электроны проводящие вещества укрепили научный интерес к развитию этой технологии.
В последние годы возросло количество исследований, направленных на разработку микробные батареи с двойной целью очистки сточных вод и выработки электроэнергии. Ученые, преследуя эти цели, ищут микробы, способные процветать в определенных условиях: высокая соленость, нейтральный pH, бескислородная среда и среда с высокой проводимостью.
Неизведанный потенциал мангровых зарослей в устойчивом производстве энергии
Последние исследования, проведенные Лабораторией материалов и молекул в агрессивных средах (г.Л3МА) из Университета Антильских островов изучают возможность использования бактерий, извлеченных из мангровые заросли для создания эффективных микробных топливных элементов. Розовые мангровые заросли, расположенные на Мартинике, представляют собой идеальную среду для развития микробов и представляют собой благодатную почву для исследований для ученых. Экосистема мангровых зарослей, типичная для влажных тропических регионов, не только играет решающую роль в защите прибрежных зон и сохранении биоразнообразия, но и является местом обитания электрохимически активные виды бактерий потенциально полезно для возобновляемых источников энергии.
Принцип действия микробной батареи заключается в преобразовании химической энергии, содержащейся в органических соединениях, в электрическую энергию под действием электрохимически активных микробов. Эти устройства состоят из двух камер, разделенных одной ионообменная мембрана. В анодной камере органические соединения разлагаются бактериями, высвобождая электроны, захваченные анодом, и, таким образом, обеспечивая циркуляцию электронного потока через цепь, соединяющую анод и катод. Ионообменная мембрана уравновешивает поток заряда, сохраняя эффективность устройства. Бактериальные биопленки, покрывающие электроды, придают микробной клетке ее «биологические» характеристики.
Хотя технология микробных батарей все еще встречается в одном экспериментальный этап, многообещающие результаты исследования предполагают светлое будущее. Эти элементы могут не только предложить устойчивый источник энергии для питания маломощных устройств, но также представлять собой инновационную стратегию очистки сточных вод и обеззараживания пестицидами, а также синтеза полезных молекул, таких как фосфат.
Не хотите пропустить наши новости?
Источник: Разговор
Вас также может заинтересовать:
