Биогибридная батарея собирает энергию от электрических бактерий

Некоторые бактерии, как известно, производят собственное электричество, которое может сделать их полезными в батареях и топливных элементах. Но до сих пор попытки были неэффективными и негибкими. Сейчас ученые Технологического института Карлсруэ (KIT) создали «биогенгибридную» систему, построенную вокруг гидрогеля, который может поддерживать микробов, эффективно собирая их энергию.

Бактерии, лежащие в основе этой системы, известны как экзоэлектрогены. Это семейство микробов может производить электроны, перемещать их через внешнюю мембрану, а затем удалятся из клетки. Если мы сможем поймать эти электроны, экзоэлектронные бактерии могут существенно помочь в создании живых батарей.

Но есть деликатный баланс, который затрудняли предыдущие попытки. Проводящие материалы необходимы, чтобы шунтировать электроны на электрод, но большинство из них не очень хороши для бактерий. Те, которые более удобны для жизни, с другой стороны, не являются эффективными проводниками.

Для нового исследования ученые разработали свой собственный материал, нацеленный на лучшее из обоих миров. Он начинается с гидрогеля, изготовленного из углеродных нанотрубок и наночастиц кремнезема, которые проводят электричество. Все это удерживается вместе с нитями ДНК. Затем добавляются экзоэлектрогенные бактерии вместе с питательной средой для поддержания их жизни.

Команда обнаружила, что бактерии хорошо растут на материале, проникая глубоко в поры гидрогеля. Гидрогель также хорошо проводил электричество. Исследователи также создали способ выключения батареи. Когда ток больше не нужен, можно добавлять фермент, который перерезает нити ДНК и вызывает разрушение материала.

Исследователи говорят, что дизайн можно подкорректировать, чтобы изменить некоторые свойства материала, в частности, изменив размер и последовательности цепочек ДНК нитей.

https://econet.ru/articles/biogibridnaya-batareya-sobiraet-energiyu-ot-elektricheskih-bakteriy