Revolucionaran tehnološki proboj: Bakterije E. Coli kao izvor nevjerojatne električne energije

Učinkovitost sićušnih 'bioreaktora' u nastajanju bila je preniska za praktičnu upotrebu. Štoviše, pokazalo se da mikrobi mogu biti iznenađujuće izbirljivi u tome koje supstrate probavljaju da bi stvorili elektricitet, kako je objavljeno na znanstvenom portalu ScienceAlert. 

Sada je tim istraživača sa Švicarskog saveznog instituta za tehnologiju u Lausannei (EPFL) izradio jednu od najčešćih vrsta bakterija, Escherichia coli, za proizvodnju električne energije iz otpadnih voda pivovara i nadmašio je najnovije vrste bioinženjeringa.

Milanović kritizirao: Hrvatska ne ulaže dovoljno u znanost

"Iako postoje egzotični mikrobi koji prirodno proizvode električnu energiju, oni to mogu samo u prisutnosti određenih kemikalija", objašnjava stariji autor i kemijski inženjer Ardemis Boghossian, iz EPFL-a.

"E. coli može rasti na širokom rasponu izvora, što nam je omogućilo proizvodnju električne energije u širokom rasponu okruženja, uključujući iz otpadnih voda", nastavlja Boghossian. 

Jedan od najpoznatijih bakterijskih generatora električne energije

Kako bi poboljšali sposobnost dotične bakterije da stvara električnu energiju, istraživači su modificirali njezin genom kako bi uključili upute za proteinske komplekse pronađene u Shewanella oneidensis, jednom od najpoznatijih bakterijskih generatora električne energije.

S. oneidensis proizvodi protok elektrona kada reducira metale, električni signal koji je korišten, primjerice za otkrivanje toksičnih metala kao što je arsen u prototipnim sustavima. Uključivanjem svih komponenti puta stvaranja električne energije S. oneidensis u E. coli, Mohammed Mouhib, glavni autor studije, Boghossian i kolege povećali su njegovu elektroaktivnost dva puta u usporedbi s prethodno stvorenim sojevima (koji su uključivali samo dio S. oneidensis puta).

Eksperimenti obavljeni u jednoj komori u laboratorijskim uvjetima

Pravi test za bilo koju potencijalnu tehnologiju je može li raditi u industrijskim uvjetima.

Prošla istraživanja istraživala su korištenje algi u pročišćavanju otpadnih voda pivovara. Pivovare moraju obraditi vodu koju koriste za pranje žitarica i ispiranje spremnika prije nego što je odlože jer sadrži opojnu mješavinu šećera, škroba, alkohola i kvasca koji bi mogli izazvati nepoželjno cvjetanje mikroba ako se ne tretiraju.

Stoga je tim testirao svoj sustav E. coli na uzorku otpadne vode prikupljene iz lokalne pivovare u Lausanni u Švicarskoj, koju su modificirane bakterije radosno gutale tijekom 50 sati.

FOTO: Unsplash

"Naše bioinženjerski proizvedene električne bakterije mogle su se eksponencijalno razvijati hraneći se ovim otpadom", kaže Boghossian, dok S. oneidensis, korištena kao komparator, nije bila u stanju probaviti miješani otpad.

To čini proizvedenu E. coli daleko prikladnijom za obradu industrijskih otpadnih voda, čak i ako je njezin potencijal za proizvodnju električne energije još uvijek sporiji od S. oneidensis, kažu istraživači.

Potencijalna značajna ušteda energije

'Apetit' E. coli za različite kemijske supstrate također znači da bi se stvorene bakterije mogle prilagoditi drugim tokovima otpada i sirovinama.

U svakom slučaju, istraživači će morati testirati može li njihova modificirana E. coli obraditi industrijske količine. Ako je tako, to bi moglo dovesti do značajnih ušteda energije.

"Umjesto da ulažemo energiju u sustav za obradu organskog otpada, mi proizvodimo električnu energiju dok istovremeno prerađujemo organski otpad, gađajući dvije muhe jednim udarcem", kaže Boghossian.