Chế tạo pin hoạt động bằng phân động vật

Các vi khuẩn trong chất thải, kể cả phân động vật, có thể giúp sản sinh ra điện, theo nghiên cứu mới của các nhà khoa học Mỹ.

Nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Stanford ở California, Mỹ đã chế tạo một "bộ pin" đặc biệt, hoạt động nhờ vi khuẩn và sản sinh ra điện khi chúng tiêu hóa vật liệu sinh học.

Trong báo cáo nghiên cứu đăng tải trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences, các nhà khoa học Stanford đã mô tả cách thức có thể dùng "bộ pin vi khuẩn" để phân hủy chất gây ô nhiễm ở ao hồ cũng như những vùng nước ven biển như thế nào.

Theo các nhà nghiên cứu Mỹ, "pin vi khuẩn" vừa giúp làm sạch nước thải, vừa giúp sản sinh ra điện bù đắp cho việc tiêu hao năng lượng trong quá trình này. (Ảnh minh họa: Corbis)

Hiện tại, nguyên mẫu "bộ pin vi khuẩn" của họ mới có kích thước tương đương một cục pin nhỏ, thường được sử dụng trong thí nghiệm hóa học với 2 điện cực (một đầu âm và đầu kia dương) nhúng vào một chai nước thải chứa đầy vi khuẩn.

Khi vi khuẩn ăn vật liệu hữu cơ trong nước thải, những vi trùng này sẽ bám quanh cực âm của pin, tạo ra các electron. Cực dương của pin ngay lập tức sẽ "thu gom" những electron này, giúp sản sinh điện.

Nhiều năm qua, giới khoa học đã biết đến sự tồn tại của các vi khuẩn exoelectrogenic - những sinh vật tiến hóa trong môi trường thiếu không khí và phát triển khả năng phản ứng với các khoáng oxit thay vì hít thở oxy khi chuyển hóa các chất dinh dưỡng hữu cơ thành nhiên liệu sinh học.

Một số nhóm nghiên cứu đã thử nhưng thất bại trong việc biến các vi sinh vật này như "máy phát điện sinh học". Tuy nhiên, sáng chế "pin vi khuẩn" mới của các nhà khoa học Stanford tỏ ra hiệu quả trong việc buộc các vi khuẩn exoelectrogenic phải phát huy tác dụng.

Mặc dù có thiết kế đơn giản, nhưng "pin vi khuẩn" có thể khai thác khoảng 30% nguồn năng lượng tiềm tàng trong nước thải, tương đương với các tấm pin mặt trời sẵn có hiện nay.

Các nhà nghiên cứu thừa nhận, nguồn năng lượng tiềm ẩn trong nước thải kém xa các tia nắng mặt trời, nhưng quá trình khai thác sẽ mang tới thêm một lợi ích nữa là làm sạch các nguồn nước. Họ tuyên bố, pin vi khuẩn có thể bù đắp một phần lượng điện hiện được dùng để xử lý nước thải, vốn đang chiếm khoảng 3% tổng lượng điện năng tiêu thụ ở các nước phát triển.