Genom att surfa vidare godkänner du att vi använder cookies. Jag förstår

Snabba levande elektroder

bakterier-i-burkar.jpg

Att tillsätta bakterier till elektrokemiska system är ett miljövänligt sätt att omvandla kemisk energi till elektricitet. Nu har forskare vid Linköpings universitet hittat en metod som ökar signalstyrkan från en mikrobiell elektrokemisk cell upp till tjugo gånger. Hemligheten är en film med en inbäddad bakterie.

– Våra experiment visar att över 90 procent av bakterierna är livskraftiga och att bakterie-kompositfilmen, MCBF, ökar flödet av elektroner till den externa kretsen. När filmen används som anod i en biokemisk bränslecell blir strömstyrkan 20 gånger så hög som med anoder i andra material, och den förblir hög i alla fall i flera dagar, säger Gábor Méhes, forskare vid Linköpings universitet och en av författarna till den vetenskapliga artikel som nyligen publicerats i Scientific Reports, i ett pressmeddelande.

När filmen används som anod i en biokemisk bränslecell blir strömstyrkan 20 gånger så hög som med anoder i andra material.

Gábor Méhes , forskare vid Linköpings universitet

Lagring i bränsleceller

Möjligheten att kunna koppla biologiska processer till avläsningsbara elektriska signaler är värdefullt för exempelvis miljösensorer eftersom det krävs snabb svarstid, låg energikonsumtion och möjlighet att lägga in en stor mängd olika receptorer. Tekniken används inom vattenrening, bioelektronik, biosensorer och för att skörda och lagra energi i bränsleceller.

En utmaning vid miniatyrisering av processerna är att hög signalstyrka hittills har krävt stora elektroder och stor vätskevolym.

Tillsammans med kollegor vid Berkleyuniversitetet i Kalifornien har forskargruppen vid Linköpings universitet tagit fram en metod där de bäddar in den elektroaktiva bakterien shewanella oneidensis i ett elektriskt ledande polymermaterial, PEDOT:PSS, på ett substrat av kolfilt. En mikroskopisk analys av filmen visar en sammanflätad struktur av bakterier och ledande polymerer som kan vara upp till 80 µm tjock, betydligt tjockare än vad som är möjligt med andra tekniker.

Levande elektroder

Nyligen har forskare bland annat demonstrerat hur shewanella oneidensis producerar elektrisk ström som svar på arsenik, arabinos (socker) eller organiska syror.

– Vi presenterar här en typ av ”levande elektrod” där elektrodmaterialet och bakterierna sammanfogas till en enda elektronisk biofilm. Allt eftersom våra kunskaper ökar om den viktiga roll som bakterier spelar för vår egen hälsa och välbefinnande kommer det sannolikt att utvecklas nya typer av levande elektroder. Det ger oss mångsidiga och anpassningsbara verktyg för att utveckla nya former av bioelektronisk teknik och terapier, säger Daniel Simon, forskningsledare inom organisk bioelektronik vid laboratoriet för organisk elektronik vid Linköpings universitet.

11 december 2018 Reporter anne hammarskjöld digit Foto adobestock

Senaste nytt