Бактерии - одни из самых распространенных организмов на нашей планете, а также одни из самых изученных. Сегодня ученые применяют бактерии в генетических исследованиях, производстве антибиотиков и даже биотоплива! Последние технологические достижения позволили сделать батарею, работающую на бактерии реальности. Аккумуляторы, работающие на бактериях и других микроорганизмах, известных как микробные клетки топлива или МФК, были внимательно исследованы учеными на протяжении десятилетий.
Как работают бактерии в питании батареи?
Вопреки широко распространеннуму мнению, бактерии сами не производят электроэнергию в МФК. Бактерии питают батареи, используя генерируемую ими (бактериями) химическую энергию, и преобразовывают ее в электрическую энергию с помощью относительно простого механизма. Как и большинство аккумуляторов, батарея на бактериях имеет анод (отрицательный полюс) и катод (положительный полюс). Кроме анода и катода бактериальная батарея также имеет мембраны, способные фильтровать электроны (анионы) и протоны (катионов), создаваемые в ходе химического разложения веществ бактериями.
Когда начинается выработка ионов при бактериальном распаде, анионы начинают передаваться от катода к аноду через внешнюю цепь, а протоны наоборот - направляются от анода к катоду. В двух словах, можно сказать, что химическая энергия, вырабатываемая в результате деятельности бактерий, преобразуется в электрическую энергию.
Огорчает тот факт, что не все бактерии имеют большую электрохимическую активность и многие из них требуют вещество, известное как "посредник" для облегчения потока ионов. Такие вещества, как тионин, метилвиологен, метил-синий, гуминовые кислоты и другие были использованы как посредники, но их токсичность является главным беспокойством ученых. Недавно учеными разработаны электрохимически активные бактерии, благодаря чему и сделан огромный скачок в науке питания батарей бактериями. Посредник МФК может работать на всем: от сточных вод до простого физиологического раствора и это будут по-настоящему экологически чистые батареи.
Предлагаем посмотреть другие страницы сайта:
← Твердый электролит может ускорить переход от ископаемых, к альтернативным источникам энергии | Новая технология, позволит полностью заряжать батареи за несколько минут →
