Zilver boost efficiëntie bacteriële brandstofcellen

Marysa van den Berg

2021-09-17 14:00:00

zilveren nanodeeltjes

Energie opwekken uit bacteriën in afvalwater kan veel beter dankzij zilveren nanodeeltjes, ontdekten Amerikaanse onderzoekers.

Bacteriën die in industrieel afvalwater leven, zijn nuttiger dan je misschien denkt. Niet alleen breken ze schadelijke chemicaliën af, maar ze zijn ook in staat elektriciteit te genereren. Deze zogeheten biobrandstofcellen zijn tot nu toe alleen niet erg efficiënt. Een onderzoek van de University of California, Los Angeles brengt daar verandering in.

Lees ook:

Blijven steken

De bacterie Shewanella oneidensis gedijt goed in bijna elk type omgeving, van bodem tot afval- en zeewater. De microbe verwerkt organisch materiaal tot kleinere moleculen, met elektronen als bijproduct. Die elektronen kunnen worden opgevangen door elektroden, waardoor een stroomopwekkende biobrandstofcel ontstaat. Bij dit proces gaan tot nu toe wel veel elektronen verloren. Ze blijven nog te vaak in het membraan (de buitenwand) van de bacteriecellen steken.

Zilveren nanodeeltjes zouden weleens de oplossing kunnen zijn, schrijven de onderzoekers in het vaktijdschrift Science. Het team, onder leiding van Xiangfeng Duan, legde een laagje nanodeeltjes van zilver op grafeenoxide-elektroden. Die deeltjes laten vervolgens geladen zilveratomen (ionen) los, die worden opgenomen door de bacterie.

Elektrische snelweg

Binnenin de bacteriecel worden zilveratomen vervolgens omgezet naar zilveren nanodeeltjes. Dit gebeurt met behulp van de elektronen uit de stofwisseling van de microbe. Daarna dienen die nanodeeltjes – die zich vastzetten in de bacteriemembraan – als een soort elektrische snelweg die elektronen vanuit de binnenkant naar buiten in de richting van de elektroden transporteert.

Het resultaat mag er zijn: zowel het aantal afgeleverde elektronen als de snelheid waarmee dat gebeurt nam toe. De met zilver behandelde bacteriën wekten een stroom op van 3,85 milliampère per vierkant centimeter en een vermogen van 0,66 milliwatt per vierkante centimeter. Dat is een verdubbeling van wat een biobrandstofcel voorheen presteerde.

Stap voorwaarts

Toch zal het nog altijd niet genoeg zijn om daadwerkelijk een flinke hoeveelheid stroom uit afvalwater te verkrijgen. En dat is wel nodig voor gebruik in een nabije fabriek bijvoorbeeld. Maar: het is een stap voorwaarts en waarom zou je niet gebruik willen maken van bacteriën die toch al in het afvalwater leven?

Bronnen: Science, University of California, Los Angeles via EurekAlert!, AAAS via EurekAlert!

Beeld: Yu Huang en Xiangfeng Duan

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE







Meer Nieuws

KIJK editie 11 - 2021
Nieuwste editie

Met onder andere: Worden robots ooit autonoom? - Bijdehante beestjes - Tech-toys