Бактерии в микробных топливных элементах питаются органическими веществами, такими как молочная кислота. В этом контексте электроны непрерывно выпускаются как часть метаболического процесса. Как только эти электроны входят в контакт с анодом топливного элемента, они переданы катоду на противоположной стороне.
Это создает электрический ток. До сих пор, производя электричество таким образом, металлическая поверхность анода обычно колонизировалась бактериями.
Бактерии умножаются там, в конечном счете создавая естественный биофильм и передавая электроны аноду. Недавно разработанный искусственный биофильм из Байройта имеет тот же самый эффект, но оптимизирует этот тип выработки энергии несколькими способами.Бактерии в синтетических сетях: более стабильный, чем естественные биофильмыМатериал, развитый исследовательской группой во главе с профессором доктором Рут Фрейтэг (Биотехнология Процесса) и профессором доктором Андреасом Грайнером (Макромолекулярная Химия), является биосоединением: гидрогель, чтобы быть точным.
Это – сеть крошечных волокон полимера, содержащих единственный тип бактерий, метаболизмы которых могут продолжить производить энергию без прерывания. Однако произведенное количество энергии значительно выше: «Наш биофильм содержит только один тип бактерий, а именно, Shewanella oneidensis. Электрическое исполнение топливного элемента с этим фильмом вдвое более высоко как тогда, когда бактерии этой разновидности создают естественный биофильм», объяснил Патрик Кэйсер (M.Sc)., докторский исследователь в Байройте и один из авторов недавно опубликованного исследования.Есть также дальнейшее преимущество для этого исполнительного улучшения: энергия произведена достоверно и очевидно, так как концентрация бактерий определена с самого начала в искусственном биофильме.
Напротив, естественные биофильмы опубликованы способом, которым трудно управлять, делая их менее стабильными. Новое биосоединение ученых Байройта таким образом делает топливные элементы значительно легче использовать.Биосоединение было произведено в кампусе Университета Байройта через электровращение волокон полимера, которые объединяются, чтобы сформировать флис. «В наше время электровращение флиса – широко используемая технология.
Никакие дополнительные производственные шаги не требуются, чтобы включать бактерии», добавил Рейх Штеффена (M.Sc)., кто написал его докторский тезис в Байройте на герметизации бактерий в полимерах.Финансирование из баварской группы проектаНедавно изданные результаты на микробных топливных элементах останавливают из проекта «Биофильмы для Усиления Процесса», которое принадлежит группе проекта «Сохраняющая ресурс Биотехнология в Баварии – BayBiotech».
Эта группа получила в общей сложности приблизительно два миллиона евро в финансировании из баварского государственного Министерства охраны окружающей среды и Защите прав потребителей с 2015.