Создан микробный топливный элемент на бумажной основе

Москва, 10:29, 05 Июл 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Исследователи из Университета штата Айова в Эймсе продемонстрировали концептуальный микробный топливный элемент на трехмерной бумажной основе (МТЭ). Его принцип действия заключается в том, чтобы использовать капиллярные свойства бумаги для циркуляции жидкости через свою систему без необходимости внешнего источника питания.

Бумажный МТЭ работает в течение пяти дней и производит ток в результате образования биопленки на аноде. Система производит 1,3 мквт мощности и 52,25 мкА тока, вырабатывая при этом плотность мощности около 25 Вт/м3. Такие результаты показывают, что микробные топливные элементы на основе бумаги могут создать мощность в экологически чистом режиме без использования каких-либо внешних сил, необходимых для циркуляции жидкости через устройство.

Формирование биопленки на углеродной ткани доказывает, что ток является результатом протекающих биохимических реакций. Таким образом, биопленки играют важную роль в этом МТЭ. Увеличение размеров и толщины биопленки, в конечном счете, приводит к увеличению производства электричества. Отдельные бактериальные клетки метаболизируют богатые электронами вещества в сложном процессе с участием многих ферментативных реакций. Электроны затем свободно передвигаются к аноду через один из многочисленных видов транспортации электронов.

Процесс транспортации электронов очень сложен, и является уникальным для каждого типа бактерий. Биопленки помогают при адсорбции электронов, поэтому они важны для высокой удельной мощности микробных топливных элементов.

Существует не так много исследований по производству электроэнергии из бумаги на основе микробных топливных элементов, работающих по несколько дней. Новое устройство имеет длительный срок использования и предполагает возможность автономной работы, что поможет расширить область применения микробных топливных элементов.