Ученые из Нидерландов создали электростанцию, работающую благодаря бактериям. Необычный объект можно рассмотреть только в микроскоп, сообщает Frontiers in Microbiology.
Эксперимент преследовал две цели. Первая – поиск путей для развития энергетического сектора. Вторая – борьба с выбросами метана, который улавливает тепло в 25 раз эффективнее, чем углекислый газ, и способствует парниковому эффекту.
Ученые пояснили, что в современных биогазовых установках микроорганизмы производят метан. Газ сжимается и приводит в действие турбину, благодаря чему вырабатывается энергия. Но эти установки не слишком эффективны – менее 50% биогаза преобразуется в энергию, и это максимально достижимый результат.
Правда ли, что бактерии в стиральной машине опасны для жизни?«Мы хотим оценить, можем ли мы добиться большего успеха, используя микроорганизмы», – отметили авторы научной работы.
Исследователи обратили внимание на особый тип микроорганизмов, способных выживать в самых экстремальных условиях. Анаэробные метанотрофные археи (ANME) способны расщеплять метан в средах, лишенных кислорода.
Исследование показало, что род Methanoperedens, открытый в 2006 году, окисляет метан с помощью нитратов. Эти микроорганизмы обитают во влажной, насыщенной сельскохозяйственными удобрениями среде водопроводных труб.
Как показали предыдущие эксперименты, во время метаболизма археев могут образовываться электроны, но механизм этого процесса оставался неизвестным. Чтобы лучше изучить его, команда из Университета Неймегена собрала образцы микробов и вырастила их в среде с недостатком кислорода, где единственным источником электронов был метан. Рядом с колонией разместили металлический анод с нулевым напряжением, создав электрохимическую ячейку для генерации тока.
«Мы создаем своего рода батарею с двумя клеммами, где одна из них является биологической, а другая – химической», – пояснили микробиологи.
Колония бактерий располагалась на одном из электродов, куда поступали электроны, созданные при переработке метана. Колебания тока в микроэлектростанции достигали 274 миллиампер на квадратный сантиметр. Команда пришла к выводу, что чуть более трети тока может быть связано непосредственно с расщеплением метана. Станция оказалась достаточно эффективна – 31% энергии, содержавшейся в метане, был преобразован в электрическую энергию.
Ученые предположили, что дальнейшие исследования помогут создать высокоэффективные живые батареи, работающие на биогазе. Они снизят необходимость в транспортировке метана на большие расстояния, а также позволят перерабатывать избытки опасного парникового газа.
Ранее ученые предложили использовать бактерии для лечения рака. В исследовании был описан специализированный штамм Escherichia coli (E. coli).
