利用微生物代謝機能,開發從排水生成電力之微生物燃料電池

 

刊登日期:2021/11/25
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微生物燃料電池(MFC)利用微生物的代謝機能將廢水中的有機物轉化為電能,因此從環境維護的觀點而言,微生物燃料電池在發電與廢水處理領域備受關注。而加州大學洛杉磯分校的研究團隊開發了一項可顯著提高微生物燃料電池發電效率之技術。

在自然界中,細菌會分解有害化學物質並淨化地下水。此次研究團隊使用的產電微生物菌種為希瓦氏菌屬(Shewanella)的Shewanella oneidensis細菌,無論氧氣濃度如何,該細菌能在土壤、廢水、海水等各種環境中增殖,且因其生成能量的能力而被廣泛研究。目前既有的微生物燃料電池由於很少有電子可以穿過微生物膜到達陽極,因此無法獲得足夠實際使用的電流,提高電子轉移的效率也成為微生物電池實用化的主要課題。

為解決此項課題,研究團隊將銀奈米粒子添加於由還原型石墨烯氧化物構成的電極之中,而細菌以分解有機物時產生的電子將奈米粒子釋出的銀離子還原成銀奈米粒子並吸收至細胞內,進入細菌體內的銀奈米粒子則發揮了微細送電線的功能,有效率地將電子回收至陽極端。

由於電荷提取效率的顯著提升,生成的80%以上的電子可輸出到外部電路,進而產生最大功率密度0.66 mW/cm2的電力。此項研究對於微生物燃料電池發展帶來了重大進展,今後可望為實用化創造新的可能性。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/211027_bacteria-improve-efficiency.html
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