Střevní biobaterie. Kredit: Zhang et al. (2026), Small.

Tenké střevo je jako malý zázrak. Plní řadu funkcí. Zajišťuje chemické trávení, vstřebávání živin a vody, vylučování hormonů i imunitní obranu. Teď se navíc ukázalo, že design tenkého střeva může inspirovat také účinnější konstrukci mikrobiálních baterií.

Badatelé z Binghamton University ve státě New York se zaměřili na drobné střevní klky (villi), které pokrývají vnitřní stěnu tenkého střeva. Podle jejich vzoru vytvořili nový typ biobaterie, kterou pohánějí bakterie. Zařízení produkuje na jednotku objemu více než osmkrát více elektřiny než srovnatelná konstrukce s plochou elektrodou.

Seokheun „Sean“ Choi. Kredit: Jonathan Cohen.

Seokheun „Sean“ Choi a jeho kolegové napodobili tvar, materiál i funkci střevních klků, aby mikroorganismům vytvářejícím elektřinu poskytli vhodnější prostředí. Výsledkem je mikrobiální palivový článek (MFC, microbial fuel cell), který využívá živé mikroorganismy k přeměně chemické energie uložené v organických látkách na elektrickou energii.

Struktura střevní biobaterie. Kredit: Zhang et al. (2026)

Některé bakterie při svém metabolismu přirozeně rozkládají organické sloučeniny a uvolňují tím elektrony. V mikrobiálním palivovém článku tyto elektrony zachycuje anoda a následně putují vnějším elektrickým obvodem ke katodě, čímž vzniká elektrický proud. Současně s elektrolytem, obvykle kapalinou obsahující rozpuštěné soli a další ionty, pohybují elektricky nabité částice, které pomáhají dokončit elektrochemické reakce. Dokud bakterie zůstávají aktivní a mají dostatek živin, může systém nepřetržitě vyrábět elektřinu.

Vědci zkoumají mikrobiální palivové články například pro čištění odpadních vod, monitorování životního prostředí nebo napájení malých elektronických zařízení. Mikrobiální palivové články ale zatím zůstávají spíše ve fázi výzkumu, pilotních projektů a specializovaných aplikací. Jedním z důvodů je jejich poměrně nízký elektrický výkon a technické komplikace.

Výzvou je zejména konstrukce elektrod, které bakteriím poskytnou dostatek prostoru k růstu, ale zároveň umožní přísun živin a odvádění metabolického odpadu. Klasické ploché elektrody nabízejí bakteriím k osídlení jen omezenou plochu, což omezuje množství vyrobené elektřiny. Choi a spol. našli možné řešení v lidském tenkém střevě.

Video: Build-a-Cell seminar Sean Choi: Electrogenic Bacteria for Powering, Sensing, and Synthesizing

Literatura

New Atlas 31. 10. 2026.

Small 30. 9. 2026.