Bakterije koje kombinuju odvodnju i svjetlost kako bi napravile čistu energiju

Purpurne bakterije pretvaraju organski otpad u korisni hidorgenski gas koji se može koristiti kao gorivo.

Istraživači su otkrili da ova vrsta purpurnih bakterija može razbiti organske spojeve koji se nalaze u kanalizaciji i potencijalno ih pretvoriti u energiju.

Organski spojevi u otpadnim vodama predmet su studija decenijama. Inženjeri su proveli decenije pokušavajući shvatiti kako izvući korisne elemente iz kanalizacije. Međutim, učinkovita metoda ekstrakcije još ne postoji, a postrojenja za obradu ih odbacuju kao zagađivače.

Koristeći zanemarivu električnu struju, ove ljubičaste fototrofne bakterije mogu biti ključne za razbijanje otpada. Jedan od najvažnijih problema postojećih uređaja za pročišćavanje otpadnih voda je visoka emisija ugljika. Ovaj svjetlosni proces biorefinacije mogao bi osigurati sredstvo za zelenu energiju iz otpadnih voda, sa nultom emisijom ugljika.

Odakle dolaze purpurne bakterije?

Kada pomislite na fotosintezu, u glavi vam je zelenilo hlorofila. Međutim, hlorofil nestaje tokom jeseni kako bi iza sebe ostavito žute, narančaste i crvene boje. Istraživači su istaknuli kako fotosintetički pigmenti dolaze u gomili različitih boja i organizama. Tamo se pojavljuju fototropne bakterije. Bakterije hvata energiju u različitim pigmentima. Međutim, metabolizam organizma, a ne boja, privukla je pažnju istraživača. Bakterije su koristile organske molekule i azot umjesto CO2 i H20 za fotosintezu.

Ova razlika daje im prednost nad drugim fototrofnim bakterijama i algama. To također znači da oni mogu proizvesti sve, od hidrogena, do proteina, pa čak i biorazgradivi poliester zbog tog metabolizma, pokazali su istraživači. Purpurne fototrofske bakterije čine idealan alat za obnavljanje resursa od organskog otpada zahvaljujući njihovom raznovrsnom metabolizmu.

Transformacija otpada u biogorivo s minimalnim CO2 otiskom

Istraživači su objasnili da je jedna od najuzbudljivijih prednosti zbrinjavanja otpadnih voda zapravo u minimalnoj potrošnji energije.

Istraživači manipulišu ovim uslovima kako bi podesili metabolizam purpurnih bakterija u različite primjene, u zavisnosti od izvora organskog otpada i zahtjeva tržišta. Ono što je jedinstveno u vezi s ovim pristupom je korištenje vanjske električne struje za optimiziranje produktivne proizvodnje purpurnih bakterija.

Cijeli sistem naziva se bioelektrohemijskim sistemom i koristi metaboličke puteve za povezivanje elektrona. Poboljšavanjem protoka elektrona unutar bakterija, električna struja može uvećati brzinu kojom bakterija sintetiše kanalizaciju. Ovo pokazuje da purpurne bakterije mogu biti korištene za oporavak vrijednog biogoriva od organskih tvari koje se obično nalaze u otpadnim vodama – jabučne kiseline i natrijevog glutamata – s niskim udjelom ugljika.

Jedan od izvornih ciljeva istraživanja bio je povećati proizvodnju biohidrogena dodajući elektrone od katode do purpurnog metabolizma bakterija. Međutim, čini se da PPB bakterije preferiraju korištenje ovih elektrona za fiksiranje CO2 umjesto stvaranja H2.

m-Kvadrat

print