自我维持细菌电池有望在未来能源供给中发挥重要作用

材料牛注：自我维持细菌电池通过光养细菌和异养细菌的相互合作，实现生物能向电能源源不断的转化，有望在未来能源供给中发挥重要作用。

自我维持细菌燃料电池可能替代石油、煤炭甚至太阳能成为未来能源。

在第一个微尺度自我维持电池诞生后，宾汉姆顿大学（Binghamton University）的研究人员对微生物燃料电池展开了下一步研究。这种电池通过两种共生的细菌相互作用可持续产生13天能量。

“这种通过协同作用生电的想法并不新鲜，”共同作者、宾汉姆顿大学（Binghamton University）电子和计算机科学专业助理教授Seokheun Choi在一项申明中指出，“此类工作大多处于起步阶段，这项技术的发展还需要更多的探索。我们研究小组第一次在微尺度设备上实现了这一概念。”

研究人员在五分之一茶匙大小的电池室中放置了光养细菌和异样细菌的混合培养物。光养细菌通过光、二氧化碳、水产生自身所需能量，而异养细菌依靠有机物或光养细菌生存。

当电池暴露于阳光下时，一定剂量的食物被放入电池以刺激异养细菌的生长。异养细菌通过呼吸作用产生的二氧化碳可被光养细菌利用，从而形成共生循环系统。

共生循环建立后，研究人员停止为异养细菌加入额外食物源，光养细菌产生的能量足够维持异养细菌的新陈代谢。在近两周的时间中，这种新陈代谢过程可使每平方厘米电池产生约8微安电流，约为光养细菌单独产生的电流的70倍。

Choi 说：“异养细菌基燃料电池可产生较高的能量，而光合作用微生物燃料电池使系统具有自我维系的能力，这是目前为止最完美的方案。”

这项研究被认为是细菌发电早期开发过程中的重要一步，微尺度电池启动时间较短，且需克服的电阻较小。

这样的电池并不能产生大量电能，因此这类电池更可能被用于远程供电又或是一些危险区域低能耗器件的供电，如健康监测器和基础设施检测传感器等等。

Choi 说：“运用这项技术存在许多挑战，如何平衡两种微生物的生长从而使设备的性能最优化并确保这个封闭系统能在没有额外维护的前提下永久地产生电能是我们目前面临的两个难题，对此我们还需进行长期的研究。”

此项研究成果已在Journal of Power Sources期刊上发表。

原文链接：A Promising Future Energy Produced By Self-Sustaining Bacteria Cell.

文献链接：Self-sustaining, Solar-driven Bioelectricity Generation in Micro-sized Microbial Fuel Cell Using Co-culture of Heterotrophic and Photosynthetic Bacteria.

本文由编辑部丁菲菲提供素材，成涛华编译，雪琰审核，点我加入材料人编辑部。

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