某些类型的细菌可能能够帮助解决当今的两个最大的环境挑战。我们如何有效处理产生的大量有机废物？我们如何在足够的时间内停止使用污染较小的可再生能源基础设施，以制止气候变化？
亚利桑那州立大学生物设计研究所的研究员塞萨尔·托雷斯和塞迪普·波帕特认为他们已经找到了解决方案。有特定类型的细菌非常擅长将有机废物转化为有用的能量。
使用一种称为微生物燃料电池或MFC的创新技术，将细菌应用于转化过程。
托雷斯说：“微生物燃料电池的最大优势是将有机废物直接转化为电能。“
研究人员认为，将来，MFC可能会与市政废物流或农业和动物废物源联系在一起。它们将为废物处理和能源生产提供可持续的系统。
不过，扩大技术规模将需要提高效率。“我特别关注的是从根本上了解阳极呼吸细菌如何将电子从其细胞转移到电极上，以及设计出既经济又高效的新系统。”
MFC是一种独特的电池-它们既是电化学电池，又是生物反应器。它们通常包含两个被离子交换膜隔开的电极。细菌在阳极一侧生长并扩散，形成附着在MFC阳极上的生物膜（致密的细胞聚集体）。然后，细菌在那里充当催化剂，将有机底物转化为二氧化碳，质子和电子。
在自然环境中，许多细菌“将氧气用作最终的电子受体来产生水，但是在MFC的无氧环境中，将电子发送到不溶性电子受体（即MFC的阳极）的特殊细菌占主导地位。”
细菌能够氧化有机污染物（如废物流中的有机污染物），然后将电子转移到阳极。被窃取的电子然后穿过电路，该电路在MFC的阴极处终止，从而产生电流。
这项研究是对MFC中阴极限制的首次全面分析，并将通过不断改进操作条件和材料来帮助进一步开发这些系统。
“我们研究的主要重要性不是提供立即的答案，而是进行机械研究以确定阴极如何工作并确定效率低下的原因，”托雷斯解释说。“现在我们可以开始研究解决方案了。”
来源和图片：亚利桑那州立大学
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