GEOBACTER

Czy do produkcji energii elektrycznej będziemy wykorzystywać bakterie?

Geobacter to bakteria zdolna do wytwarzania magnetytu w warunkach beztlenowych. Może wytwarzać także bakteryjne nanoprzewody przewodzące elektryczność. Są one wykorzystywane w urządzeniu „air-gen”, wytwarzającym energię elektryczną z wilgoci znajdującej się w powietrzu. Urządzenie to składa się z dwóch elektrod, pomiędzy którymi umieszczona jest  7-mikrometrowa warstwa białek ułożonych w nanoprzewody, przy stałym dostępie do powietrza. Białka pochłaniają wodę zawartą w powietrzu, następnie wykorzystując ją w reakcjach chemicznych na powierzchni warstwy finalnie wytwarzając stałą różnicę potencjałów między elektrodami. Air-gen wytwarza prąd o stałym napięciu ok. 0,5 wolta i natężeniu ok. 17 mikroamperów na cm2. To niewiele energii, ale wystarczy do naładowania małych urządzeń osobistych np. telefonu komórkowego. Celem nadrzędnym uczonych jest stworzenie systemów na dużą skalę. 

Z kolei bakterie żyjące na dnie oceanów, jezior czy kopalń, odnalazły nowy dla nas sposób na produkowanie tlenu oraz oddychanie. Mikroby należące do rodziny Desulfobulbaceae wewnątrz organizmu zawierają pierścień przewodu elektrycznego. W dolnej części organizm zbiera energię z siarczków w postaci elektronów, a następnie wysyła ładunek w górę. W części górnej, w pobliżu bogatej w tlen wody morskiej, jest w stanie wykorzystać dużą ilość rozpuszczonego w wodzie tlenu do przeprowadzenia reakcji oddychania. Jak dotąd nie dokonano pomiarów przesyłu energii tą metodą.

Wiele rodzin bakterii jest w stanie produkować prąd, jednak  z różną wydajnością. Naukowcom z MIT udało się rozwiązać ten problem poprzez stworzenie reaktora mikrofluidycznego, pozwalającego na segregację bakterii pod względem ich zdolności do produkowania energii elektrycznej. Problemem pozostaje trudny i kosztowny charakter hodowli bakterii w laboratoriach.

Autor:

Sandra Jarmuła

Źródła:

Grafika: https://unsplash.com/@michael_schiffer_design 

https://www.theengineer.co.uk/air-gen-geobacter-umass.../ 

https://zielona-energia.cire.pl/publikacje/GIG-bakterie.pdf 

https://cordis.europa.eu/.../201295-cable-bacteria.../pl 

https://swiatoze.pl/czy-do-produkcji-energii.../