Ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Чернышевского вместе с коллегами из Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов Саратовского научного центра РАН улучшили катод для биотопливного элемента, который производит электричество за счет бактерий, живущих в сточных водах.
По словам специалистов, в качестве основного действующего вещества они использовали фермент лакказу. Это вещество выделили из гриба — вешенки обыкновенной. Лакказа усиливает и ускоряет окислительно-восстановительные реакции, результатом которых является выработка энергии.
Фермент перевели в форму суспензии, растворили в поливиниловом спирте ((C2H4O)x) и добавили в нему соединения, содержащие спирты и эфиры ортокремниевой кислоты (H4SiO4). Затем смесь нанесли на поверхность электрода топливного элемента.
— Одна из сложностей с биотопливными элементами связана с тем, что фермент вымывается из них потоком сточных вод — и элемент теряет эффективность. За счет предшествующей обработки удалось получить прочную и устойчивую кремниевую матрицу, которая удерживает частицы и не дает им вымываться, — рассказывает ассистент университета Мария Мещерякова.
Исследования показали, что биотопливный элемент с ферментом в кремниевой матрице лучше аналогов. По словам Марии Мещеряковой, обычно лакказа начинает вымываться после первого цикла зарядки — разрядки, из-за чего емкость и эффективность элемента снижаются. При использовании матрицы вымывание наблюдали незначительное.