マサチューセッツ州チェスナットヒル (2025/10/22) – ボストン大学の化学者らによる新しい研究によると、強酸性環境で繁殖する独特の細菌は使用済みバッテリーの「廃棄物」を餌とし、自給自足的なバッテリーリサイクルの有望な新しい方法となっているという。
細菌は、 アシジチオバチルス・フェロオキシダンス (Atf) は、使用済みバッテリーから電極材料を浸出させることができるプロトンを生成する自然な代謝サイクルを持っていると、化学教授の Dunwei Wang 氏、生物学准教授の Babak Momeni 氏、および同僚らが最近ジャーナルで報告しました。 ACSの持続可能な資源管理。
「これは、使用済みバッテリーにすでに存在する物質を食料源として使用して細菌を増殖させる可能性を検討することにより、重要な前進です」とワン氏は述べた。 「より具体的には、電池のケーシング材料として一般的に使用される鉄を使用しました。私たちの結果は、バクテリアがこの新しい食料源で確かに増殖できることを示し、結果として得られた解決策は使用済み電池のリサイクルに非常に有効であることを示しました。」
ますます電化社会が進む中で、電動工具、おもちゃ、ガジェットに電池が広く使用されることは、より多くの電池を生産する必要性がますます拡大することと、使用済み電池の急速な蓄積という二重の危機を示しています。
これら 2 つの問題を解決しようとすると、大量のエネルギーが使用されたり、有毒化学物質の輸送や使用が必要になったりします。
ワン氏はモメニ氏と協力して、Atfが使用済みバッテリーに含まれる鉄分を食料源として利用できないか調査することにした。さらに、Atf をヒントにしたソリューションは、使用済みバッテリーから正極材料をうまく浸出させることができるでしょうか?
モメニ氏は、微生物生態学や生物系の数学的モデリングを研究対象としており、細菌の培養に取り組みました。物理化学者でクリーン エネルギーに焦点を当てた研究を行っているワン氏は、この培養物をバッテリーの正極浸出に利用しました。その他の共著者には、研究員の Wei Li 氏、大学院生の Brooke Elander 氏、学部生の Mengyun Jiang 氏、Mikayla Fahrenbruch 氏が名を連ねました。
研究チームは他の研究に基づいて、食品源のもう一つの重要な成分である硫酸塩を置き換えることができるかどうかを具体的に確認したいと考えました。
「我々の結果は、細菌の活動が硫酸塩の存在に依存しないことを示唆しています」とWang氏は述べた。 「これは重要な発見です。将来の実装では、1 つの有毒物質を大量に輸送する必要性をなくすことができることを示しているからです。」
さらにワン氏は、チームは現実世界の電池でははるかに一般的な食品源としてステンレス鋼を使用する可能性をテストしたと述べた。彼らの実験では、それが純鉄よりもさらに優れた効果を発揮することがわかりました。
「ステンレス鋼が純鉄よりも優れた効果を発揮するという発見は、まさに驚きでした」とワン氏は語った。 「これは、ステンレス鋼が複雑な混合物であるためです。これほどうまく機能するとは予想していませんでした。しかし、実際の電池ではステンレス鋼がより一般的に使用されているため、これは注目に値する予期せぬ発展です。」
研究チームは現在、リサイクル効率を向上させるためにバクテリアを進化させることに取り組んでいる。彼らはまた、新しい材料で作られた従来の電池と同じ性能上の利点があることを証明するために、リサイクルされた材料を使用してプロトタイプの電池を構築することにも取り組んでいます。
ジャーナル
ACSの持続可能な資源管理
研究方法
実験研究
研究テーマ
適用できない
記事のタイトル
アシディチオバチルス・フェロオキシダンスの鉄燃料低硫酸塩培養物におけるリチウムイオン電池正極材料のリサイクル
記事の公開日
2025 年 8 月 26 日
免責事項: AAAS と EurekAlert! EurekAlert! に投稿されたニュース リリースの正確性については責任を負いません。貢献機関による、または EurekAlert システムを介した情報の使用。
#使用済みバッテリーの廃棄物を餌とする新種の細菌が自給自足的なバッテリーリサイクルの新たな方法を示唆