Исследователи Университета Бингемтона (Нью-Йорк) разработали совершенно новый тип топливного элемента — бактериальный. Пока что разработка находится на ранней экспериментальной стадии, но она уже демонстрирует интересные результаты.
Первый в истории бактериальный топливный элемент, производящий электроэнергию, работает уже две недели. О сути идеи рассказал изданию Science Daily доцент Университета Бингемтона Сеохюн Чой.
“Концепция выработки электроэнергии путем синергетического «сотрудничества» бактерий не нова. Однако практической реализацией этой идеи ранее занимались достаточно мало”, – поясняет ученый.
В элемент объемом 90 микролитров исследователи поместили смешанную культуру фототрофных и гетеротрофных бактерий. Фототрофные бактерии используют солнечный свет, углекислый газ и воду, чтобы вырабатывать энергию, в то время как гетеротрофные бактерии должны “питаться” органической субстанцией.
В ходе эксперимента элемент был выставлен на солнце, а в культуру добавили дозу «пищи», чтобы стимулировать рост гетеротрофных бактерий. Продуктом их обмена веществ является углекислый газ, который затем вместе с солнечным светом используется фототрофными бактериями, чтобы запустить симбиотический цикл.
После запуска цикла исследователи прекратили добавлять «пищу» для гетеротрофных бактерий, так как размножившихся фототрофных бактерий стало достаточно, чтобы поддержать метаболические процессы гетеротрофов.
В результате топливный элемент начал производить электроэнергию. Причем ее было в 70 раз больше, чем могли бы производить одни только фототрофные бактерии без симбиотической «поддержки». Сеохюн Чой уверен, что этот прорыв, хотя эксперимент пока находится в начальной фазе.
“Есть некоторые трудности для использования этой методики, – отмечает ученый. – Требуется чрезвычайно тщательно сбалансировать рост обоих видов микроорганизмов, чтобы максимизировать производительность устройства. Кроме того, необходимо удостовериться, что данная система, будучи замкнутой, станет производить энергию без дополнительного обслуживания. Нужны долгосрочные эксперименты”.
Тем не менее, Сеохюн Чой видит серьезные перспективы для таких топливных элементов. Конечно, их нельзя будет использовать для питания крупных агрегатов: например, чтобы включить обычный 42-дюймовый телевизор потребует больше 60 тыс подобных «батареек». Однако они прекрасно подойдут для маломощных приборов, вроде диагностических датчиков, обслуживание которых по различным причинам чрезвычайно затруднено. :///