Bacteriile infuzate cu argint pot produce electricitate. Ce au descoperit cercetătorii

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 curenţi electrici.

Se ştie că populaţiile de bacterii pot contribui la decontaminarea apelor subterane prin descompunerea compuşilor chimici dăunători, dar noua cercetare arată, de asemenea, o modalitate practică de a valorifica energia regenerabilă din acest proces.

• Cum vor influența schimbările climatice agricultura românească?
• Cât va cheltui Polonia pentru a-și fortifica frontiera cu Belarus și Rusia?

Condus de o echipă de la Universitatea din California – Los Angeles, studiul se concentrează pe genul de bacterii Shewanella, care pot creşte şi se pot dezvolta în toate tipurile de medii – inclusiv în sol, apă uzată şi apă de mare – indiferent de nivelul de oxigen.

Odată intrate în interiorul bacteriei, particulele de argint acţionează ca nişte fire de transmisie microscopice, capturând mai mulţi electroni produşi de bacterie.

Speciile Shewanella descompun în mod natural deşeurile 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 capturaţi, formând o celulă de combustibil microbiană care produce electricitate.

Adăugarea nanoparticulelor de argint, o bandă expres pentru electroni

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

Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au adăugat nanoparticule de argint la electrozi care sunt compuşi dintr-un tip de oxid de grafenă. Nanoparticulele eliberează ioni de argint, pe care bacteriile îi reduc în nanoparticule de argint cu ajutorul electronilor generaţi de procesul lor metabolic şi apoi îi încorporează în celulele lor. Odată ajunse în interiorul bacteriilor, particulele de argint acţionează ca nişte fire de transmisie microscopice, capturând mai mulţi electroni produşi de bacterii.

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

Cu o eficienţă mult îmbunătăţită 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 miliwaţi pe centimetru pătrat, mai mult decât dublul celui mai bun rezultat anterior pentru pilele de combustie bazate pe microbi.

Datorită curentului crescut şi eficienţei îmbunătăţite, cercetarea a arătat că celulele de combustibil alimentate de bacteriile hibride argint-Shewanella pot deschide calea pentru o putere de ieşire suficientă în situaţii practice.