تولید برق با باکتری خطرناک ممکن شد

به گزارش خبرنگار علم و فناوری آنا، محققان انستیتوEPFL  به دستاوردی در حوزه بیوالکترونیک دست یافته اند که  توانایی باکتری«ای. کولای» برای تولید برق را افزایش داده است.

این روش نوین یک راه حل حافظ محیط زیست برای فراوری پسماند ارگانیک ارائه می کند که همزمان بهتر از فناوری های پیشین است و افق های جدیدی برای  تولید الکتریسیته میکروبی ایجاد می کند.

آردمیس بغوسیان (Ardemis Boghossian)  در EPFL در این باره می گوید: ما باکتری ای کولای را طوری مهندسی کردیم که برق تولید کند. هرچند میکروب های جالبی وجود دارند که به طور طبیعی برق تولید می کنند؛ اما آنها  فقط می توانند در مجاورت مواد شیمیایی خاصی این کار را انجام دهند.  باکتری ای کولای می تواند در طیف وسیعی از منابع رشد کند و همین امر به ما اجازه می دهد در محیط های مختلف از جمله آب فاضلاب برق تولید کنیم.

محققان برای این منظور قابلیت های باکتری مذکور را طوری بهبود دادند که برق تولید کند. این فرایند نشان دهنده یک روش نوین است که  مدیریت پسماند و تولید انرژی را دگرگون می کند.

 ای کولای تولید برق را از طریق فرایندی به نام انتقال الکترون خارج سلولی (EET) مهار کرد. محققان  باکتری مذکور را طوری مهندسی کردند که قابلیت EETآن بهبود یافت و در نتیجه  به میکروب های الکتریکی کارآمدتری تبدیل شدند. 

برخلاف روش های پیشین که نیازمند مواد شیمیایی خاص برای تولید الکتریسیته بود، باکتری مهندسی شده ای کولای  می تواند در حین متابولیسم انواع بسترهای آلی، برق تولید کند.

یکی از نوآوری های کلیدی این پژوهش ابداع یک روش کامل EET در ای کولای است که قبلا ایجاد نشده بود.  با یکپارچه سازی بخش های Shewanella oneidensis MR-1( این باکتریوم برای تولید برق مشهور است)  محققان توانستند یک مسیر بهبود یافته بسازند که  غشای داخل و خارج سلول را در برمی گرفت.  روش نوین  بهتر از نمونه های قبلی بود و در مقایسه با آنها، جریان برق تولید ۳ برابر افزایش یافت. 

از آن مهم تر آنکه ای کولای مهندسی شده عملکرد خارق العاده ای در محیط های مختلف از جمله آب فاصلاب داشت.  این باکتری ارتقا یافته در فاضلاب زنده ماند و نشان داد ظرفیت فراوری پسماند در مقیاس بزرگ و تولید انرژی دارد.

به جای آنکه انرژی وارد سیستم شود تا پسماند ارگانیک دور ریز شود،  هنگام فراوری پسماند ارگانیک برق به طور همزمان تولید شد. این فناوری به طور مستقیم روی آب فاضلاب به کار گرفته شد. 

این تحقیق در ژورنال «ژول» منتشر شده است.