新的微生物菌株更快地发电

“这项新的研究表明，产量可以得到提升，它可以让我们深入了解基因选择更高能量生物体需要做些什么。”这项工作得到了海军研究办公室和美国能源部的支持。在8月份的期刊“BiosensorsandBioelectronics”中，现已在网上发布。

Lovley说，研究结果为改进微生物燃料电池结构打开了大门，应该导致“新的应用范围远远超出从泥浆中提取电力”。在新实验中，UMassAmherst研究人员调整了微生物的环境，推动其适应更有效的电流传递方法。

“在很短的时间内，我们将功率输出增加了八倍，这是一个保守的估计，”洛夫利说。“有了这个，我们已经突破了近年来一直阻碍我们发电的高原。”现在，规划可以继续设计微生物燃料电池，将废水和可再生生物质转化为电能，处理单个家庭的废物同时产生局部电力(特别是在发展中国家具有吸引力)，动力移动电子设备，车辆和植入式医疗设备，以及驱动污染环境的生物修复。

Geobacter的毛状细刺非常精细，直径只有3到5纳米，比人类头发细2万倍，比它们的宽度长了一千多倍。然而，他们很强大。绰号纳米线因其在移动电子中的作用，菌毛是这种特殊微生物从有机废物和沉积物产生电流的能力的秘密。Geobacter的菌毛似乎对形成生物膜至关重要，生物膜有助于将电子产物转移到土壤和沉积物中的铁中。在自然界中，细菌菌落形成胶状生物膜以锚定到诸如牙齿或水下岩石的表面，从而在食物源附近提供生活环境。

Geobacter生物膜的“偶然”电子转移技术是自然选择的产物，它为Lovley提供了一条途径-一种可能使用选择性压力来增加其产生能量的方式。他和同事们像往常一样在石墨电极上生长Geobacter，提供醋酸盐作为食物，并允许菌落形成生物活性粘液，或生物膜，其中电子转移发生在纳米线上。但是对于这个新的实验，他们在电极中添加了一个微小的，400毫伏的“推回”电流，迫使Geobacter更加努力地去除它的电子。

Lovley指出，在短短五个月内提供更具挑战性的环境的结果是增强的微生物的进化，其可以在电极上施加至少比原始菌株多八倍的电流。“我对这个结果感到非常满意，”微生物学家指出。“这对我们来说是非常快速的反馈和非常令人满意的结果。”他补充道，“我仍然有点惊讶他们制造电力，但我很高兴能够探索如何利用这种能力。我相信将来会开发出我们甚至无法想象的应用程序。“

Lovley首次使用厌氧微生物Geobacter进行实验，他和他的同事在1987年波托马克河下的沉积物中发现了它，因为它能够像我们呼吸氧气一样呼吸铁和其他金属，因此探索了它在去污土壤中的应用。Geobacter显示出各种生物修复任务的前景，但微生物学家在2002年进一步发现它可以利用土壤，沉积物和废水中的有机物产生电能。这种能力似乎是2005年发现的导电菌毛的一个特征。这些发现共同导致了如何利用微生物在微生物燃料电池中发电的强烈研究。

将燃料转化为电而不燃烧的微生物燃料电池由称为阳极的电极组成，该电极接收来自微生物的电子，另一电极称为阴极，其将电子转移到氧气上。电子在阳极和阴极之间流动，以提供可以收获的电流以给电子设备供电。

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