Ученые разрабатывают топливные элементы, которые генерируют электроэнергию при очистке ядерных отходов

Исследователи из Мичиганского государственного университета (MSU) выделили и объяснили явление, которое заставляет микробов производить электроэнергию при очистке ядерных отходов. Они надеются использовать результаты своих исследований для создания микробных топливных элементов, которые станут еще одним возобновляемым источником энергии, при этом очищая окружающую среду и утилизируя ядерные отходы.

Бактерии, исследуемые командой ученых, представляют собой модификацию микроорганизмов Geobacter, которые могут образовывать крошечные, природные нанопровода, защищающие бактерии от токсичных материалов. Ученые выяснили, что эти нанопровода могут нейтрализовать радиоактивные материалы, не давая им просачиваться в грунтовые воды. При выполнении сложной задачи стабилизации радиоактивных разливов, бактерии одновременно генерируют энергию, которая может быть использована для питания электрических устройств.

Для подтверждения результатов своего исследования, ученые протестировали Geobacter в реальных условиях – в районе обогащения урана в Райфле, штат Колорадо, где имел место выброс токсичных веществ. Команда MSU сбросили ацетат – любимую пищу geobacter – в грунтовые воды, что стимулировало рост этих бактерий в этом районе. Небольшая колония geobacter уже существовала, но с помощью ацетата она выросла до размеров, достаточных для стабилизации токсичного разлива и его дальнейшего распространения. И все это время колония бактерий производила электричество.

«Наше исследование ясно определило, что нанопровода являются основным катализатором для восстановления урана. Они, по сути, осуществляют нанесение гальванического покрытия на уран, тем самым эффективно нейтрализуя радиоактивные отходы и предотвращая их проникновение в грунтовые воды», – говорит Джемма Регуера, микробиолог из Мичиганского университета.

Успешно выполнив работу по генетической модификации штамма Geobacter для увеличения производительности нанопроволоки, ученые университета подали заявку на патент на свои исследования. Следующим шагом они считают дальнейшее развитие бактериальных топливных элементов, которые очищают токсичные отходы и производят энергию.