牛糞中的微生物用于制造可充電電池

(Tech Xplore)-首次來自歐洲可持續水技術卓越中心Wetsus的研究人員;兩家公司和位于荷蘭的瓦赫寧根大學(Wageningen University)在一個裝置中結合了兩個微生物過程(微生物燃料電池和微生物電合成)，以制造出第一個微生物可充電電池。

電池的生物電解質包含從牛糞和其他來源提取的微生物。牛糞中含有的微生物會自然地將氫和二氧化碳轉化為小的有機化合物。這些細菌也可以用電極“喂食”以在微生物電合成的耗電過程中產生這些有機化合物。甲微生物燃料電池通過分解有機小化合物則相反，產生電力。

為了給新電池充電，陰極中來自牛糞的微生物被供給電子，它們與環境中的二氧化碳結合產生乙酸鹽。為了給電池放電，陽極中的不同微生物會消耗乙酸鹽以產生電子。研究人員證明，電荷可以存儲幾個小時，并且電池可以在兩周內反復充電和放電。

在未來，微生物可再充電電池可以提供一種方式來存儲能量由可再生能源，例如太陽能和風能捕獲。這些能源將提供最初送給微生物的電子。總體而言，該電池可以提供現有電池的廉價，清潔，可再生的替代品。

盡管該第一原型證明了微生物可再充電電池的合理性，但仍需要做更多工作才能使該電池與常規電池競爭。例如，需要增加能量密度，研究人員計劃通過設計更好的對電極和增加乙酸鹽濃度來解決。

“由于微生物可充電電池的能量密度將在很大程度上取決于可以形成的基質的最終濃度，因此可以預見的是，其應用將僅限于固定使用，在最佳情況下，能量密度可與井底情況相媲美。眾所周知，老式鉛酸汽車電池很好。” Wetsus和Wageningen大學的合著者Sam Molenaar告訴Tech Xplore。“但是，由于電池不包含任何有害化學物質或(昂貴的)重金屬，因此將其升級可能是相對便宜的，并且在不受嚴格控制的國內情況下使用它是安全的。”