Группа китайских студентов при помощи специального топливного элемента, содержащего живые колонии микрокультур, сумели обеспечить непрерывное производство электроэнергии в течение 3 суток. Для обеспечения жизнедеятельности микрокультур и генерации ими электричества понадобилось всего одна ложка сахара. По мнению исследователей, срок работы такого элемента питания можно значительно увеличить. За свое изобретение молодые ученые из университета Тяньцзиня были удостоены первого места на прошедшей осенью 2015 года Международной выставке IGen, посвященной значительным достижениям в области генной инженерии.

Создание новых источников энергии, которые не используют традиционное ископаемое топлива типа угля или газа, стало общемировым трендом. Все больше стран отходит от производства электроэнергии путем сжигания углеводородов на теплоэлектростанциях. Ряд стран уже практически полностью перевел свой энергетический сектор на альтернативные источники, такие как солнце, ветер или морские приливы. Но в то же время у подобных энергоресурсов существует и ограничение в виде сильной зависимости от внешних условий. Так, солнечные панели эффективны только в светлое время суток, мощность ветрогенераторовзависит от скоростии стабильности воздушного потока,а электростанции на приливных волнах практически до нуля снижают свою производительность в периоды максимального прилива и отлива.Поэтому создание элементов питания, не зависящих от внешних факторов и не загрязняющих окружающую среду, является актуальным и востребованным.

Чтобы обойти ограничения возобновляемых источников энергии, исследовательская студенческая группа решила использовать способность некоторых видов одноштаммовых микробов вырабатывать электричество при своем размножении. Подобные работы по изучению возможностей электрогенерирующих микробов проводят на протяжении многих лет в различных университетах по всему миру. В то же время поставить технологию на поток мешают строгие ограничения, связанные главным образом с особыми условиями для выращивания микробных культур одного вида. Молодые ученые решили исследовать сразу три вида штаммов бактерий Shewanella, B. Subtilis и E. Coli.

По словам руководителя группы Лин Вэя, такой подход себя полностью оправдал, так как до этого никто не пробовал создавать микробный топливный элемент сразу из нескольких видов культур. Студенты в ходе генной модификации исходных видов микроорганизмов получили необходимые устойчивые комбинации микробов, стабильно вырабатывающих электричество. Лин Вэй также отметил, что согласно расчетов созданный ими микробный элемент питания характеризуется высокой стабильностью работы, гораздо меньшей зависимостью от внешних факторов и возможностью масштабирования в довольно широких пределах.

Практические результаты испытаний нового вида источника энергии подтвердили выводы студенческой группы. Топливный элемент на одной ложке сахара на протяжении 80 часов производил энергию мощностью до 520 мВ. На конкурсе работ в рамках престижной выставки IGem студенты получили золотую медаль и премию за разработку лучшего энергетического проекта.

В дальнейших планах китайских студентов стоит задача по уменьшению размеров нового микробного топливного элемента при одновременном увеличении его срока работы. Если изыскания молодых ученых увенчаются успехом, новый вид элементов питания сможет стать неплохой альтернативной стандартным литий-ионным аккумуляторам.