据报道，南加州大学和赖斯大学的跨学科研究团队正在开发一种利用细菌供能的燃料电池，这种电池有望为微型设备提供可持续的电力支持。
研究团队的目标是开发一种由细菌驱动的燃料电池，能够为昆虫大小的微型飞行器提供电力支持。这些飞行器因缺乏紧凑型电池而难以实现。该项目得到了美国国防部多学科大学研究计划（MURI）提供的440万美元资助，预计在五年内完成原型开发。
赖斯大学的生化学家Andreas是该项目的核心研究人员之一，他的研究重点是将一种名为沙雷消耗菌（Shewanella oneidensis）的细菌整合到燃料电池的阳极上。细菌通过阳极表面传递电子，从而产生电流。研究团队面临的主要挑战是如何优化细菌在不同环境下的电子传输效率，以提高燃料电池的整体性能。
Andreas指出，系统中有三个关键组成部分：细菌、阳极表层以及细菌的代谢方式。这三个部分相互影响，研究的目标是通过调整每个部分来优化整个系统的性能。
南加州大学的环境科学教授Kenneth Nealson是该项目的首席研究员，他在地质生物学领域有着深厚的研究背景，尤其是关于低氧环境中微生物的呼吸和代谢机制。沙雷消耗菌是一种可以利用金属代替氧气进行代谢的细菌，能够直接向固体金属氧化物传递电子，这使其成为燃料电池阳极的理想候选者。
研究团队还采用计算机模型来模拟细菌在不同条件下的表现，以节省实验时间和成本。Andreas表示，这种方法的优势在于实验室工作与计算机模拟之间的积极反馈循环，实验结果可以优化模型，而模型又能指导实验设计。
此外，团队还使用了一种名为垂直扫描干涉测量法的图像技术，这种技术能够解析样本表面的微观结构。此前，Andreas曾利用该技术研究沙雷消耗菌如何附着在水晶表面，发现它们能够利用表面的微小缺陷进行附着，并展现出高效的有机物转化为电能的能力。
研究人员对沙雷消耗菌的化学机制仍需进一步探索，但他们对其在燃料电池中的应用前景充满信心，认为这种细菌可能成为开发高效生物燃料电池的关键。