微生物穿「鐵衣」抵禦毒金屬鈷侵蝕,有助鋰離子電池回收發展

作者 | 發布日期 2021 年 01 月 12 日 14:21 | 分類 環境科學 , 生態保育 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


重金屬鈷雖然是鋰離子電池的重要原料,但會對人類與自然環境難造成許多負面影響,不少微生物也會對鈷敬而遠之,最近科學家便發現,為了不接觸到有毒金屬鈷,微生物會自己打造「鐵衣」來保護自己,此發現或有助鋰離子電池回收發展與重金屬除污。

美國密西根州立大學發現硫還原地桿菌(Geobacter sulfurreducens)新妙用。其中先前科學家除了發現它可防止鈾污染地下水,也挖掘出它在發電的潛力,可以從氧化鐵的礦物中提取能量。現在團隊則另發現,硫還原地桿菌還可以抵抗鈷,密西根州立大學教授 Gemma Reguera 表示,透過滲入細胞並破壞之,鈷可以殺死許多微生物。

但硫還原地桿菌不僅能從鈷取出金屬,還有能力全身而退,為了不暴露在鈷環境或是接觸到鈷,已學會如何武裝自己,Reguera 指出,硫還原地桿菌會在表面形成鈷奈米粒子,把自己金屬化形成盾牌,就像鋼鐵人穿上他的戰衣一樣。團隊也在實驗中,把硫還原地桿菌放置在鈷含量高於地球水準的環境中,結果顯示硫還原地桿菌好好地待在自己化成的硬繭中,還能繼續繁殖。

面對這難得一見的「人才」,研究團隊認為,硫還原地桿菌未來可以應用在從鋰離子電池中回收鈷,好讓美國降地對進口鈷礦的依賴,又或是應用在清理重金屬污染等,未來研究下一步則是想測試能否吸收鎘等重金屬。

如今隨著電動車與電池儲能系統的崛起,電池重要材料鈷的需求也愈來愈高,因此如何在滿足經濟的層面同時,降低開採、回收不當所造成的社會與環境風險,研發回收技術、建立回收鏈等循環經濟將是必修課。

(首圖淺灰色部分是硫還原地桿菌細胞,黑色則是鈷,來源:密西根州立大學