微生物将废水转化为可用电力

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数百万微小的微生物侵扰着携带人类生活和社会废弃物的水。其中一些微生物稳定地分解废物流中的有机物质,并在过程中产生电子。通过收集这些电子,科学家们创造了微生物燃料电池。新的研究表明,如何堆叠这种生物发电厂以产生可用的电流。

比利时根特大学的维利·弗斯特拉特和他的同事们测试了燃料电池在多种配置下的性能:串联、并联和单独配置。在超过200天的时间里,研究人员用厌氧和好氧污泥,以及医院和马铃薯加工厂的废水喂养微生物。到实验结束时,燃料电池的短期功率密度——单位质量产生的功率的度量——增加了两倍。该团队还发现,并联堆叠在产生电荷方面效率最高,始终如一地产生更强的电流。

然而,科学家们的主要发现与燃料电池的电化学特性和实际的微生物群落的共同进化有关。在实验开始时,微小的发电厂依赖于多种多样的蛋白细菌群落,包括几种地杆菌希瓦氏菌属的物种,但发电效率相对较低。但到实验结束时——当性能达到顶峰时——一种物种,农业短芽孢杆菌,构成了产生电子的微生物的大部分。


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作者写道,这种微生物进化呼吁进一步研究各种物种的电子产生特性及其相互作用。一篇介绍这些发现的论文将发表在5月15日出版的《环境科学与技术》杂志上。

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