Hệ thống điện sinh học không sử dụng mạch điện ngoài

06/12/2021
TS. Hồ Tú Cường, Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và cộng sự đã nghiên cứu thành công Hệ thống điện sinh học không sử dụng mạch điện ngoài có thiết kế đơn giản, dễ chế tạo từ những vật liệu sẵn có, chi phí thấp và dễ sử dụng.

Hệ thống điện sinh học không sử dụng mạch điện ngoài của TS. Hồ Tú Cường và các cộng sự đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Bằng độc quyền sáng chế số 1-0028712. Sáng chế này khác biệt ở chỗ, hệ thống bao gồm khoang catot và khoang anot được tạo riêng biệt, giữa hai khoang này không có màng trao đổi ion; điện cực than chì với hai đầu được bố trí trong khoang catot và khoang anot, tạo thành cực catot và cực anot tương ứng trên cùng một điện cực, giữa hai cực này không có mạch điện ngoài do điện cực than chì đóng vai trò như một mạch điện trong. Hệ thống này vận hành với tác nhân sinh học là vi khuẩn Shewanella spp. và có thể được sử dụng để sản xuất vật liệu nano vô cơ hoặc để xử lý nước thải kết hợp thu hồi kim loại nặng dưới dạng vật liệu nano vô cơ.

Hệ thống điện sinh học của nhóm nghiên cứu

Với kết cấu điện cực và thiết kế mới, hệ thống điện của nhóm TS. Cường không chỉ có thể dễ dàng chế tạo với những vật liệu sẵn có, chi phí thấp; mà còn không cần đến mạch điện ngoài do điện cực đã đóng vai trò như một mạch điện trong, nhờ đó tiết kiệm chi phí dây dẫn. Đồng thời, cũng do không sử dụng dây dẫn, hệ thống điện do nhóm sáng chế sẽ cho dòng điện thấp dưới ngưỡng đo, nhờ đó sẽ có khả năng tạo ra các vật liệu nano có kích thước rất nhỏ.

Nhóm nghiên cứu cũng đã thử nghiệm hệ thống này để tổng hợp các vật liệu như nano cadmi sulfide, seleni, bạc, đồng... Kết quả cho thấy, hệ thống có thể tổng hợp được những vật liệu với kích thước rất nhỏ và tinh khiết. Chẳng hạn như với seleni, nhóm của TS. Cường đã tổng hợp và tách hoàn toàn được các hạt nano seleni sạch khỏi tế bào vi khuẩn trong hệ thống điện sinh học với kích thước 30–60 nm.

Vật liệu nano đồng được tạo ra từ hệ thống điện sinh học

Dù có nhiều tiềm năng, song theo TS. Cường, nghiên cứu này mới ở bước đầu và chủ yếu mang đến những đóng góp về mặt lý thuyết đối với khả năng truyền điện tử của vi khuẩn ra bên ngoài. Để có thể ứng dụng tốt hơn trong tương lai, anh cho rằng sẽ cần phải tối ưu hóa từ hiệu suất truyền điện tử cho đến cơ chế, nguyên vật liệu. “Sắp tới, có thể chúng tôi sẽ không chỉ làm với một chủng vi khuẩn đơn lẻ nữa mà có thể là cả một hệ vi sinh vật”, anh nói, “Sẽ còn một quá trình dài phía trước để nghiên cứu. Tuy nhiên, đây sẽ là khởi đầu của một công nghệ chi phí thấp có nhiều khả năng ứng dụng để tạo vật liệu như ion cadmi sulfide hay seleni, hay tạo vật liệu nano kim loại, làm sensor”, TS. Cường cho biết.

Nguồn tin: Cục Sở hữu trí tuệ
Xử lý tin: Thanh Hà


Tags:
Tin liên quan