اخبار و مقالات

افزایش کارایی سلول‌های سوختی به کمک نانو ذرات نقره

گروهی از مهندسان و شیمی دانان از UCLA به پیشرفت قابل توجهی در توسعه سلول‌های سوختی میکروبی که برای استخراج الکترون از مواد آلی موجود در فاضلاب و تولید جریان‌های الکتریکی به کمک باکتری‌های طبیعی استفاده می‌شود، دست یافته اند.

براساس تحقیقات انجام شده بر روی جنس این باکتری (Shewanella) محققان به این نتیجه رسیده اند که این دسته از باکتری‌ها به دلیل این که بدون توجه به سطح اکسیژن قادر به رشد و شکوفایی در انواع محیط‌ها مانند خاک، فاضلاب و آب دریا هستند قابلیت تولید انرژی نیز دارند.

باکتری گونه‌های Shewanella قادرند مواد زائد آلی را به طور طبیعی به مولکول‌های کوچکتر تجزیه کنند تا در نهایت الکترون‌ها به عنوان محصول فرعی این فرآیند متابولیک بدست آیند. هنگامی که باکتری‌ها روی الکترود‌ها رشد می‌کنند برخی از این باکتری‌ها به عنوان یک سلول سوختی میکروبی بر روی الکترود‌ها باقی می‌مانند که در نهایت منجر به تولید الکتریسیته خواهند شد.

عدم دریافت جریان کافی از باکتری‌ها توسط سلول‌های سوختی میکروبی که توسط Shewanella oneidensis تغذیه می‌شوند سبب شده بود تا از این فناوری برای مصارف صنعتی استفاده نشود.

برخی از الکترون‌ها قادرند به سرعت حرکت کرده و از غشای باکتری خارج شده و برای ایجاد جریان و نیروی الکتریکی کافی وارد الکترود‌ها شوند.

برای غلبه بر این مشکل، محققان نانوذرات نقره را به الکترود‌هایی که از نوعی اکسید گرافن تشکیل شده اند معرفی کردند. یون‌های نقره آزاد شده توسط نانوذرات با استفاده از الکترون‌های تولید شده از فرایند متابولیک به نانوذرات نقره تبدیل می‌شوند و سپس در سلول‌های باکتری گنجانده می‌شود.

ذرات نقره پس از ورود به باکتری‌ها، مانند سیم‌های انتقال میکروسکوپی عمل می‌کنند و قادرند الکترون‌های بیشتری را که توسط باکتری تولید می‌شود، جذب کنند.

در این مطالعه، که توسط دفتر تحقیقات نیروی دریایی پشتیبانی می‌شود، از افزایش جریان و افزایش کارآیی استفاده شده است تا نشان داده شود که سلول‌های سوختی با باکتری‌های هیبریدی نقره-شوانلا ممکن است در‌های تولید برق کافی را در محیط‌های عملی باز کنند.

منبع: باشگاه خبرنگاران جوان