Новости

Батарея спорообразующих бактерий может прослужить 100 лет на полке

Спорообразующие бактерии могут храниться на полке 100 лет

«Удалите каптоновую ленту и активируйте батарею». «Но капитан, этим батареям должно быть 100 лет!» «Они сработают, поверьте мне».

Это может звучать как сцена из повторного показа Звездного пути, но на самом деле это может быть сцена, которая разворачивается где-то в будущем Земли. Это потому, что исследователи только что разработали батарею, которая может храниться до 100 лет, прежде чем ее можно будет успешно активировать. Секрет заключается в том, чтобы запечатать спящие бактерии до тех пор, пока их не призовут на службу для производства энергии.

Новая биобатарея основана на предыдущей работе, проведенной в Бингемтонском университете (BU), в которой исследовательская группа во главе с Сокхыном Чоем создала съедобную батарею, которая активировалась, когда чувствительная к рН мембрана растворялась в тонком кишечнике. Это привело к тому, что бактерии Bacillus subtilis ожили и начали производить споры — процесс, который генерирует достаточно электроэнергии для питания небольших датчиков, таких как камеры, которые можно использовать для мониторинга здоровья кишечника.

Аккумуляторы на основе бактерий известны как микробные топливные элементы или MFC, и Чой ранее создал версии, которые работали на собственных бактериях или слюне организма для выработки электроэнергии, а также версию, похожую на оригами, которая работает на грязной воде.

В последнем раунде исследований команда Чоя (базирующаяся на базе Лаборатории биоэлектроники и микросистем Университета Нью-Йорка) еще раз использовала способность бактерий оставаться в состоянии покоя до тех пор, пока им не будут созданы подходящие условия для функционирования. Однако на этот раз ученые сосредоточились на создании батареи, которая функционировала бы вне тела и была бы полезной даже после десятилетий хранения на полке.

«Мы хотели сделать эти биобатареи портативными, хранимыми и способными вырабатывать электроэнергию по требованию», — сказал Чой. «Проблема в том, как мы можем обеспечить долгосрочное хранение бактерий до их использования? И если это возможно, то как бы вы обеспечили активацию батареи по требованию для быстрого и легкого производства энергии? И как бы вы улучшили мощность? «

Чтобы ответить на эти вопросы, команда поместила Bacillus subtilis в оболочку.в графеновом гидрогеле, который отлично поглощает влагу из воздуха. Затем они заклеили топливный элемент куском каптоновой ленты, которая может работать при температуре от -500 до 750 °F (от -296 до 399 °C). Как только лента была удалена, гидрогель направил влагу к бактериям, заставив их начать производить споры.

Через час у батареи было достаточно электричества для питания светодиодной лампы, термометра и небольшого цифрового гигрометра. Нагрев топливного элемента сократил время до полной мощности до 20 минут. Кроме того, после недели хранения при комнатной температуре активированная батарея потеряла всего 2% своей мощности.

Способность проработать неделю без значительной потери энергии после активации, безусловно, впечатляет. Однако еще большую известность крошечной биобатареи дает тот факт, что, по мнению исследователей, она может оставаться в неактивированном состоянии до 100 лет и по-прежнему отлично функционировать, пока в воздухе достаточно влаги для активации бактерий. как только лента будет удалена.

Исследование финансировалось Управлением военно-морских исследований и было опубликовано в журнале Small.

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 0 Среднее значение: 0]

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»