![\"K\u00fcnstlerisches](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2021\/09\/silver_infused_bacteria_lg-1.png\")
“Lebende Energier\u00fcckgewinnungssysteme, die im Abwasser vorkommende Bakterien nutzen, bieten einen Doppelschlag f\u00fcr die Bem\u00fchungen um \u00f6kologische Nachhaltigkeit”, sagte der Mitautor Yu Huang, Professor und Vorsitzender der Abteilung f\u00fcr Materialwissenschaften und Ingenieurwesen an der Samueli School of Engineering der UCLA. “Die nat\u00fcrlichen Bakterienpopulationen k\u00f6nnen bei der Dekontaminierung des Grundwassers helfen, indem sie sch\u00e4dliche chemische Verbindungen abbauen. Unsere Forschung zeigt nun auch einen praktischen Weg auf, um erneuerbare Energie aus diesem Prozess zu gewinnen.”<\/p>\n\n\n\n
Das Team konzentrierte sich auf die BakteriengattungShewanella<\/em>, die wegen ihrer F\u00e4higkeiten zur Energiegewinnung eingehend untersucht worden ist. Sie k\u00f6nnen in allen Arten von Umgebungen wachsen und gedeihen – einschlie\u00dflich Boden, Abwasser und Meerwasser – unabh\u00e4ngig vom Sauerstoffgehalt.<\/p>\n\n\n\n Shewanella-Arten<\/em> zerlegen organische Abfallstoffe auf nat\u00fcrliche Weise in kleinere Molek\u00fcle, wobei Elektronen ein Nebenprodukt des Stoffwechselprozesses sind.Wenn die Bakterien als Filme auf Elektroden wachsen, k\u00f6nnen einige der Elektronen eingefangen werden, wodurch eine mikrobielle Brennstoffzelle entsteht, die Strom erzeugt.<\/p>\n\n\n\n Allerdings haben mikrobielle Brennstoffzellen, die vonShewanella oneidensis<\/em> angetrieben werden, bisher nicht genug Strom von den Bakterien eingefangen, um die Technologie f\u00fcr den industriellen Einsatz praktikabel zu machen. Nur wenige Elektronen konnten sich schnell genug bewegen, um die Bakterienmembranen zu verlassen und in die Elektroden einzudringen, um ausreichende elektrische Str\u00f6me und Energie zu erzeugen.<\/p>\n\n\n\n Um dieses Problem zu l\u00f6sen, f\u00fcgten die Forscher Nanopartikel aus Silber zu Elektroden hinzu, die aus einer Art Graphenoxid bestehen. Die Nanopartikel setzen Silberionen frei, die von den Bakterien mit Hilfe von Elektronen aus ihrem Stoffwechsel zu Silbernanopartikeln reduziert und dann in ihre Zellen eingebaut werden. Im Inneren der Bakterien wirken die Silberpartikel wie mikroskopische \u00dcbertragungsdr\u00e4hte, die weitere von den Bakterien erzeugte Elektronen einfangen.<\/p>\n\n\n\n “Das Hinzuf\u00fcgen der Silber-Nanopartikel in die Bakterien ist wie die Schaffung einer eigenen Schnellspur f\u00fcr Elektronen, die es uns erm\u00f6glicht, mehr Elektronen mit h\u00f6herer Geschwindigkeit zu extrahieren”, sagte Xiangfeng Duan, der andere korrespondierende Autor der Studie und Professor f\u00fcr Chemie und Biochemie an der UCLA.<\/p>\n\n\n\n Mit einer stark verbesserten Elektronentransporteffizienz gibt der resultierende, mit Silber infundierte Shewanella-Film <\/em>mehr als 80 % der metabolischen Elektronen an den externen Stromkreis ab und erzeugt eine Leistung von 0,66 Milliwatt pro Quadratzentimeter – mehr als das Doppelte des bisherigen Bestwertes f\u00fcr Brennstoffzellen auf Mikrobenbasis.<\/p>\n\n\n\n Mit dem erh\u00f6hten Strom und den verbesserten Wirkungsgraden zeigt die vom Office of Naval Research unterst\u00fctzte Studie, dass Brennstoffzellen, die von Silber-Shewanella-Hybridbakterien angetrieben werden, den Weg f\u00fcr eine ausreichende Leistungsabgabe in der Praxis ebnen k\u00f6nnten.<\/p>\n\n\n\n