本文540字,阅读约需1分钟 摘 要:微生物燃料电池(MFC)利用微生物的代谢功能将废水中的有机物转化为电能,从环境保护的角度出发,在发电和废水处理领域备受关注。 关键字:微生物燃料电池、废水发电、银纳米粒子、电子传输效率、实用化 美国加利福尼亚大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles,简称:UCLA)的研究小组开发出一种能大幅提高微生物燃料电池发电效率的技术。 在自然界中,细菌会分解有害化学物质并净化地下水。本次,研究小组使用了希瓦氏菌属(Shewanella)的细菌Shewanella oneidensis,其作为一种能够发电的微生物,无论氧气浓度如何,都可以在土壤、废水和海水等任何环境中增殖,该种细菌因这种能够产生能源的能力已被广泛研究。 微生物燃料电池的机制是将阳极(负极)和阴极(正极)连接到用作燃料的有机物溶液中,然后将在阳极上生长的微生物分解有机物时产生的电子进行回收。然而,此前的微生物燃料电池都无法产生足以实用化的电流,这是因为能够穿过微生物膜到达阳极的电子很少。提高电子传输效率是实现实用化的一大课题。 因此,研究小组在由还原型石墨烯氧化物构成的电极中添加银纳米粒子。细菌通过分解有机物时产生的电子,将纳米粒子释放出的银离子还原成银纳米粒子后吸收进细胞内部。进入细菌内的银纳米粒子起到微细输电线的作用,从而电子被有效回收到阳极。 电荷提取效率得到大幅提高,可以将生成电子的80%以上输出到外部电路,产生最大功率密度为0.66 mW/cm2的电力。该值比传统微生物燃料电池的最高记录高出2倍以上。 本次研究极大推动了微生物燃料电池的开发,显示出实用化的可能性。 翻译:李释云 审校:李 涵 贾陆叶 统稿:李淑珊 ●由食品加工废弃物制造氨的生物生产平台!通过生物技术为构建脱碳社会作贡献 ●工业废水的新用途:从工厂废水中提取出高纯度沼气用于燃料电池发电 ●专栏:Fuel Cells in 2070 | 生物燃料电池 ●三菱重工工程:已完成CO2吸收液实证实验,吸收率高达99.8% |
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