وجد العلماء طريقة لتحسين كفاءة البطاريات الميكروبية عن طريق إطعامها بالفضة
تعد خلايا الوقود الميكروبية إحدى التقنيات الواعدة التي تعمل على تطوير القدرة على ذلك توليد الكهرباء ، ولكن حتى الآن أظهرت جميع التجارب المعملية أنها منخفضة للغاية نجاعة.
ولكن الآن ، وجدت مجموعة علمية من جامعة كاليفورنيا (لوس أنجلوس ، الولايات المتحدة الأمريكية) حلاً أصليًا إلى حد ما لكيفية استخلاص المزيد من الطاقة من البكتيريا. للقيام بذلك ، بدأوا في إطعامهم بالفضة. سوف تتعلم عن هذه التجربة غير العادية ونتائجها من المواد.
البكتيريا والفضة
كما تعلم ، فإن بعض أنواع البكتيريا خلال حياتها قادرة تمامًا على إنتاج الإلكترونات. تستخدم هذه الميكروبات في خلايا الوقود الميكروبية لتوليد الكهرباء. تزرع على شكل أغشية على أقطاب كهربائية ، بينما تغذيها بمواد عضوية مختلفة.
على سبيل المثال ، ستكون مثل هذه البطاريات غير العادية رائعة في محطات معالجة مياه الصرف الصحي ، ليس فقط للمساعدة في التنظيف ، ولكن أيضًا في توليد كهرباء إضافية. لكن لهذا كان من الضروري تحسين كفاءة هذه البطاريات.
لذا ، يبحث المهندسون في سياق تجربتهم التالية عن طرق لزيادة كفاءة الطاقة المتولدة ، قررنا بدء تجارب مع بكتيريا تسمى Shewanella oneidensis.
إنها واحدة من الميكروبات الواعدة لخلايا الوقود وتزدهر في البيئات منخفضة الأكسجين. كانت كفاءة استخدام هذه البكتيريا محدودة بسبب حقيقة أن الإلكترونات تمر عبر أغشيتها صعبة نوعًا ما.
من أجل حل هذه المشكلة ، قرر العلماء في البداية زراعة بكتيريا على قطب من أكسيد الجرافين يحتوي على أيونات الفضة.
اتضح أن البكتيريا في مسار حياتها تحول هذه الأيونات إلى جزيئات نانوية ، إلى مزيد من تضمينهم في خلاياهم ، مما يسهل إلى حد كبير مرور عدد أكبر من الإلكترونات أغشية.
وأظهرت اختبارات أخرى أن البكتيريا المعدلة بهذه الطريقة كانت قادرة على نقل ما يصل إلى 81٪ من الإلكترونات التي تنتجها إلى القطب. كل هذا قدم حوالي 0.66 ملي واط من الطاقة لكل سنتيمتر مربع. وفقًا لمؤلفي الدراسة ، فإن هذا هو أعلى معدل لجميع خلايا الوقود الميكروبية المعروفة حاليًا.
بالطبع ، لا تزال البطاريات الميكروبية بعيدة جدًا عن الاستخدام التجاري ، لكن هذا العمل الذي يقوم به العلماء ممكن لتقريب اللحظة التي يتم فيها استغلال البطاريات الأخرى بنشاط البطاريات الميكروبية.
شارك العلماء نتائج العمل المنجز بالفعل على صفحات مجلة Science.
هل أعجبتك المادة؟ ثم قيمه ولا تنسى الاشتراك في القناة. شكرا لاهتمامكم!