Электричество из бактерий? Природа уже придумала решение

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Что, если энергия будущего уже живёт рядом с нами — в болотах, рисовых полях и даже на дне океана? В мире, где всё чаще звучат разговоры о дефиците ресурсов и необходимости зелёной трансформации, микроскопические существа внезапно оказываются в центре большого энергетического прорыва. Некоторые бактерии умеют вырабатывать электричество — и это уже не фантастика, а проверенный научный факт.

Живые генераторы: как работают электрогенерирующие бактерии?

Уже несколько десятилетий учёные изучают уникальных обитателей анаэробных сред — экзоэлектрогенные бактерии, способные передавать электроны на внешние поверхности. В отличие от большинства организмов, использующих кислород как конечный акцептор электронов, эти бактерии «выдыхают» электроны напрямую в металл, графен или углеродные наноматериалы, подключённые к электродам.

Один из самых известных видов — Geobacter sulfurreducens, впервые изученный в 1987 году. Эти микроорганизмы буквально дышат железом — переносят электроны на Fe(III) оксиды, а также успешно подключаются к электродам, образуя устойчивые биофильмы, генерирующие стабильный электрический ток.

Автор: CDC Источник: unsplash.com

Микробные топливные элементы: лабораторная реальность

Разработка микробных топливных элементов (МТЭ) — одно из самых многообещающих направлений биоэнергетики. Такие системы работают, преобразуя органику в электричество с помощью метаболизма бактерий. Они уже показали стабильную работу в условиях очистных сооружений и на загрязнённых водоёмах.

Прототипы МТЭ способны вырабатывать до 0,5 Вольта на элемент — немного, но вполне достаточно для питания сенсоров, светодиодов или даже зарядки батареек при масштабировании. Недавнее исследование 2022 года показало, как новая архитектура электродов увеличила плотность тока в 5 раз по сравнению с предыдущими образцами.

Микробный топливный элемент, вольная интерпретация
Автор: By MFCGuy2010 — Own work, CC BY-SA 3.0 Источник: en.wikipedia.org

Бактерии-инженеры: синтетическая биология в действии

Инженеры пошли дальше — генетически модифицированные штаммы бактерий уже умеют направлять ток, работать в солёной воде и взаимодействовать с наноматериалами. Например, в MIT создана бактерия E. coli, передающая электроны напрямую в золотой электрод через встроенные белки-направляющие.

В будущем такие микроорганизмы можно будет встраивать в гибкие биосенсоры, энергоёмкие ткани или даже в биоаккумуляторы для имплантов. И всё это — без редкоземельных элементов и загрязняющих химикатов.

Автор: Riccardo Annandale Источник: unsplash.com

Энергия живой природы: симбиоз, который может изменить всё

Мы привыкли искать будущее в высоких технологиях, сверхпроводниках, квантовых чипах и редкоземельных батареях. Но, возможно, оно уже рядом — в микроскопическом мире, который миллиарды лет выживал и адаптировался лучше любого изобретения человека.

Эти бактерии не просто вырабатывают ток. Они напоминают нам о том, что природа — не только вдохновение, но и соавтор технологий будущего. И если мы научимся работать с ней в унисон, не ломая, а усиливая её механизмы — возможно, нам и не понадобятся ни кобальт, ни уран, ни даже солнце.

Иногда для того, чтобы зажечь лампочку, достаточно капли воды и одного живого организма.

Изображение в превью:
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3
Источник: www.bing.com

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как на самом деле строили пирамиду Хеопса: математика показала, как укладывать блок каждые 3 минуты и уложиться в 27 лет

Давайте проведем небольшой математический расчет о Великой пирамиде в Гизе (пирамиде Хеопса). Исходные данные такие: сооружение состоит примерно из 2,3 миллиона каменных блоков, общий вес которых...

ALOHAnet: как радиосеть на Гавайях породила современный Ethernet

В 1971 году под руководством Нормана Абрамсона, американского инженера и теоретика информационных систем, в Гавайском университете была запущена ALOHAnet. Это была первая в мире радиосеть,...

Лоурайдер: автомобиль, который появился вопреки запретам

История, технологии и неожиданная причина всплеска популярности лоурайдеров. Почему обычное занижение подвески превратилось в отдельную индустрию и некий культурно-автомобильный код.

✦ ИИ  Физики выяснили, при какой температуре вечная мерзлота начнет массово высвобождать парниковые газы: критический порог в -5°C

Вечная мерзлота занимает около 25 процентов территории Северного полушария Земли. Под поверхностью грунта на глубине сотен метров скрыто очень большое количество углерода — по оценкам...

Физики впервые поймали ультрабыстрые импульсы света, рожденного из абсолютной пустоты

Все время оптическая физика развивалась по двум независимым направлениям, которые практически не пересекались друг с другом. Первое направление — сверхбыстрая наука. Она изучает...