自我維持細菌電池有望在未來能源供給中發揮重要作用

材料牛注：自我維持細菌電池通過光養細菌和異養細菌的相互合作，實現生物能向電能源源不斷的轉化，有望在未來能源供給中發揮重要作用。

自我維持細菌燃料電池可能替代石油、煤炭甚至太陽能成為未來能源。

在第一個微尺度自我維持電池誕生后，賓漢姆頓大學（Binghamton University）的研究人員對微生物燃料電池展開了下一步研究。這種電池通過兩種共生的細菌相互作用可持續產生13天能量。

“這種通過協同作用生電的想法并不新鮮，”共同作者、賓漢姆頓大學（Binghamton University）電子和計算機科學專業助理教授Seokheun Choi在一項申明中指出，“此類工作大多處于起步階段，這項技術的發展還需要更多的探索。我們研究小組第一次在微尺度設備上實現了這一概念。”

研究人員在五分之一茶匙大小的電池室中放置了光養細菌和異樣細菌的混合培養物。光養細菌通過光、二氧化碳、水產生自身所需能量，而異養細菌依靠有機物或光養細菌生存。

當電池暴露于陽光下時，一定劑量的食物被放入電池以刺激異養細菌的生長。異養細菌通過呼吸作用產生的二氧化碳可被光養細菌利用，從而形成共生循環系統。

共生循環建立后，研究人員停止為異養細菌加入額外食物源，光養細菌產生的能量足夠維持異養細菌的新陳代謝。在近兩周的時間中，這種新陳代謝過程可使每平方厘米電池產生約8微安電流，約為光養細菌單獨產生的電流的70倍。

Choi 說：“異養細菌基燃料電池可產生較高的能量，而光合作用微生物燃料電池使系統具有自我維系的能力，這是目前為止最完美的方案。”

這項研究被認為是細菌發電早期開發過程中的重要一步，微尺度電池啟動時間較短，且需克服的電阻較小。

這樣的電池并不能產生大量電能，因此這類電池更可能被用于遠程供電又或是一些危險區域低能耗器件的供電，如健康監測器和基礎設施檢測傳感器等等。

Choi 說：“運用這項技術存在許多挑戰，如何平衡兩種微生物的生長從而使設備的性能最優化并確保這個封閉系統能在沒有額外維護的前提下永久地產生電能是我們目前面臨的兩個難題，對此我們還需進行長期的研究。”

此項研究成果已在Journal of Power Sources期刊上發表。

原文鏈接：A Promising Future Energy Produced By Self-Sustaining Bacteria Cell.

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

本文由編輯部丁菲菲提供素材，成濤華編譯，雪琰審核，點我加入材料人編輯部。

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