Німецькі вчені розробили біо-батарею з бактерій, які генерують електроенергію

Дослідники з Технологічного інституту Карлсруе (KIT) використали для виробництва електроенергії біогібридний матеріал з хорошою провідністю.

Команда професора Крістофа М. Німейєра змогла розробити нанокомпозитний матеріал, який підтримує зростання екзоелектрогенних бактерій, які можуть генерувати електрони у процесі обміну речовин і транспортувати їх назовні клітини, і в той же час проводить струм контрольованим чином, передає renen

"Ми створили пористий гідрогель, який складається з вуглецевих нанотрубок і наночастинок кремнезему (SiNPs), - пояснює Крістоф Німейєр. - Вони сплетені між собою нитками ДНК".

До екзоелектрогенних бактерій, зокрема, відноситься бактерія Shewanella oneidensis. «Спроба зробити цю електроенергію придатною для використання завжди обмежувалася слабкою взаємодією організмів з електродом, - зазначають у KIT. - На відміну від звичайних акумуляторів, матеріал у «біо-батареї» повинен не тільки проводити електрони до електрода, але у той же час оптимально пов'язувати якомога більше бактерій з електродом, однак до цих пір провідні матеріали, в які можуть бути введені бактерії, або були неефективними, або процеси, що проходять у них, не піддавалися контролю».


Після формування основи структури матеріалу, в його склад був введений розчин, у якому містяться самі екзоелектрогенні бактерії Shewanella oneidensis і всі необхідні їм поживні речовини.

"Вирощування Shewanella oneidensis у провідних матеріалах показує, що екзоелектрогенні бактерії колонізують каркас, у той час як інші бактерії, такі як Escherichia coli, залишаються тільки на поверхні матриці», — пояснює мікробіолог професор Йоганнес Гешер.

Крім того, дослідницька група змогла довести, що чим більше бактеріальних клітин колонізує провідний синтетичний матрикс, тим більше збільшується потік електронів. Отриманий біогібридний композит залишався стабільним і показував електрохімічну активність протягом декількох днів, доводячи здатність ефективно проводити електрони, що виробляються бактеріями, до електрода.

Крім провідності для таких систем дуже важлива керованість процесу. Дослідникам вдалося домогтися і цього, додавши фермент, який розрізає нитки ДНК.

"Наскільки нам відомо, ми вперше описали такий складний і функціональний біогібридний матеріал, — підкреслюють дослідники. - В цілому, результати показують, що можливі застосування таких матеріалів можуть виходити за рамки мікробних біосенсорів, біореакторів і систем паливних елементів».

Якщо Ви помітили орфографічну помилку, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Новини по темі:

comments powered by Disqus
Система Orphus
Щотижнева
e-mail розсилка