Due batteri migliorano che uno in pila a combustibile cellulosa-alimentata

“Abbiamo sormontato questo un un microbo che può degradarsi e fermentare la cellulosa e un batterio anodo-riducentesi che possono vivere fuori dai prodotti di fermentazione,„ dice.

Le pile a combustibile microbiche funzionano con l'azione dei batteri che possono passare gli elettroni ad un anodo. Gli elettroni scorrono dall'anodo attraverso un legare il catodo, producendo una corrente elettrica. Nel processo, i batteri consumano la materia organica nell'acqua o nel sedimento.

Le piante producono la cellulosa per usare come loro pareti della cellula e per fornire la rigidità alla loro struttura. Con lignina ed emicellulosa, compongono i gran quantità della biomassa prodotta dalle piante. Alcuni animali, ruminanti e termiti per esempio, possono analizzare la cellulosa con l'aiuto dei batteri che vivono nel loro tratto digestivo. Gli esseri umani e la maggior parte dei vertebrati derivano poca nutrizione da cellulosa.

I ricercatori, che includono Regan; Quartiere del Thomas E., socio di ricerca; e Zhiyong Ren, dottorando, ha esaminato il cellulolyticum del clostridio, un batterio che fermenta la cellulosa e i sulfurreducens di Geobacter, un batterio electroactive. Entrambi sono anaerobici, vita nei posti in cui nessun ossigeno libero esiste. Questo fermentatore produce l'acetato, l'etanolo e l'idrogeno. I batteri electroactive hanno consumato alcuno dell'acetato e dell'etanolo. Segnalano i risultati del loro studio in un'emissione in linea recente di scienza e della tecnologia ambientali.

“Abbiamo pensato che forse non avessimo bisogno di una messa a punto binaria, forse consorzi batterici atipici funzioneremmo„ diciamo Regan. “Ha funzionato, ma non come pure i due batteri specificamente accoppiati.„

Un problema con i batteri anaerobici - ed il motivo che i ricercatori hanno esaminato una miscela atipica dei batteri - è che attualmente le pile a combustibile microbiche più efficienti utilizzano un catodo dell'aria. Purtroppo, è impossibile avere un catodo dell'aria senza certo ossigeno che cola nell'alloggiamento di reazione, mortale rigorosamente i batteri anaerobici e riducente l'uscita.

“Abbiamo provato un catodo aerobico con la coltura binaria e non funzionerà,„ dice Regan.

I ricercatori si sono depositati su una pila a combustibile two-chamber che ha prodotto un massimo di 150 milliwatt per metro quadro.

“Abbiamo realizzato una densità di potere basso a causa del sistema dei due alloggiamenti,„ dice Regan. “I disegni correnti della pila a combustibile producono circa dieci volte che.„

Attualmente i ricercatori stanno usando la cellulosa pura e procedata senza alcun'emicellulosa o la lignina. Stanno cominciando appena ad esaminare altri prodotti della cellulosa in modo da le pile a combustibile possono azionare sopra meno materiale di base fabbricato. Come prova del concetto, i ricercatori sono soddisfatti dei loro risultati, ma vorrebbero vedere l'aumento di densità di potere. Un metodo sarebbe di trovare una comunità dei batteri che potrebbero tollerare le piccole quantità di ossigeno perché alcuno dell'esaurimento dei batteri l'ossigeno prima di esso ha raggiunto i batteri anaerobici. Un altro metodo sarebbe di migliorare il disegno della pila a combustibile oxygenless.

Il ministero dell'agricoltura degli Stati Uniti ha sostenuto questo lavoro.