該研究由紐卡斯爾大學化學工程與先進材料學院基思·斯科特領導，他們在英國達勒姆郡的威爾河口分離出75種不同的細菌，測試把每一種作為微生物燃料電池（MFC）時的發(fā)電效率，篩選出效率最高的菌群組合。經過精心挑選后的菌群形成了一種新型“超級”生物膜，使微生物燃料電池的電流輸出功率提高了近一倍，從105瓦/立方米達到200瓦/立方米。
其中的關鍵細菌名為同溫層芽孢桿菌，通常情況下，它們以高濃度存在于地球同溫層，也會隨大氣循環(huán)降落到地球上。研究小組從河床上分離出這種細菌，經過設計改造后，其會形成一種人工生物膜。在此前的研究中，生物膜的生長還是不受控制的，但新研究首次證明了控制生物膜能大大提高燃料電池的電輸出功率。
研究人員解釋說，微生物發(fā)電并不新鮮，一些廢水、污水處理廠已在使用這種技術。微生物燃料電池的工作原理也與此類似，通過生物—催化氧化過程，細菌能將有機混合物直接轉變?yōu)殡娏?。涂在微生物燃料電池碳電極上作為細菌養(yǎng)料的生物膜或“黏液”，能產生電子，這些電子通過電極會產生電流。
“我們所做的是人為把各種微生物混合在一起，設計改造它們的生物膜，讓它們能更有效地發(fā)電。”紐卡斯爾大學海洋生物技術教授格蘭特·伯吉斯說，盡管目前的功率還相對較低，但已足夠給電燈供電，為那些缺電的地方提供必要的電力。
除了同溫層芽孢桿菌，還有另一種來自地球上層大氣中的高地細菌——擬桿菌門的新成員。伯吉斯說，研究各種不同的微生物并以這種方式來篩選它們，這還是首次，他們證明了這一技術的未來前景——將來可能有數十億種微生物能為我們發(fā)電。
