O.S.E.L. - Zombie článek: Biofilm z mrtvých bakterií skvěle těží elektřinu z potu
 Zombie článek: Biofilm z mrtvých bakterií skvěle těží elektřinu z potu
Elektrická bakterie Geobacter sulfurreducens vyrábí a vede elektřinu. Shodou okolností to dělá lépe mrtvá než živá, což ji předurčuje pro biofilmy, které získávají elektřinu při vypařování vody. Elektrické články s mrtvými geobaktery se vyloženě nabízejí pro nositelnou elektroniku. V budoucnu by se mohly stát základem vypařovací energetiky.

Geobaktery propojené nanodrátky. Kredit: Liu et al / University of Massachusetts Amherst.
Geobaktery propojené nanodrátky. Kredit: Liu et al / University of Massachusetts Amherst.

Geobacter sulfurreducens je gram-negativní a anaerobní bakterie ze skupiny Thermodesulfobacteriota, která redukuje kovy a síru. Vyrábí nanodrátky a je známá jako jedna z „elektrických bakterií“, protože vytváří elektrický proud a vede elektřinu. Díky svým pozoruhodným vlastnostem by se mohla uplatnit v rozmanitých aplikacích, od mikrobiálních palivových článků až po biologické čištění podzemní vody kontaminované uranem.

 

Derek Lovley. Kredit: University of Massachusetts Amherst.
Derek Lovley. Kredit: University of Massachusetts Amherst.

Tento geobakter vyrábí elektřinu za určitých podmínek, které zahrnují i proces vypařování. To z něj dělá zajímavého kandidáta pro biofilmy v tenkých článcích pro nositelnou elektroniku, které získávají energii díky pocení majitele. Problém je ale v tom, jak pro geobaktery zajistit vhodné podmínky k životu, včetně nepřetržitého přísunu stravy.

 

Pozoruhodné řešení nabízí se svými kolegy Derek Lovley, z americké University of Massachusetts Amherst. Zjistili totiž, že bakterie Geobacter sulfurreducens nemusejí být naživu, aby vytvářely elektřinu. Dokonce se zdá, že fungují lépe, když jsou mrtvé.

 

Experimentální článek s mrtvými geobaktery. Kredit: Liu et al / University of Massachusetts Amherst.
Experimentální článek s mrtvými geobaktery. Kredit: Liu et al / University of Massachusetts Amherst.

Geobakter vytváří kolonie v podobě tenkých povlaků, jejichž tloušťka zhruba odpovídá listu papíru. Jednotlivé bakterie v kolonii jsou propojené se svými sousedy sítí „přírodních“ nanodrátků. Lovley s kolegy použili tyto povlaky, pomocí laseru v nich vytvořili malé elektrické obvody, umístili je mezi elektrody a následně obalili měkkým porézním polymerem. Tím vznikl elektrický článek s mrtvými bakteriemi, který generuje elektřinu po přiložení na potící se kůži.

 

Badatelé uvádějí, že tento zombie elektrický článek z mrtvých bakterií poskytuje stejné množství elektřiny jako baterie srovnatelné velikosti. S tím, že ho nikdy není nutné nabíjet elektřinou z vnějšího zdroje. Lovleyův tým ověřil, že elektrický článek funguje nejméně 18 hodin. Podle nepublikovaných laboratorních testů si udrží slušný výkon nejméně 35 dní.

##seznam_reklama##

Vypadá to slibně, ale potenciál této technologie je mnohem větší, než jenom v oblasti nositelné elektroniky. Asi polovina solární energie, která dopadne na Zemi, se zapojuje do vypařování vody. Bylo by skvělé energii „vypařování“ využívat v náš prospěch. Zombie geobaktery by nám s tím mohly pomoct.

 

Video: UMass Researchers Make Electricity from Humidity

 

Literatura

New Atlas 2. 8. 2022.

Nature Communications 13: 4369.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:09.08.2022