Общ

Colorful Bacteria комбинира канализацията и светлината, за да направи чиста енергия


Това, което току-що пуснахте в тоалетната, може да бъде по-полезно, отколкото някога сте предполагали. Изследователите са открили, че вид лилави бактерии могат да разграждат органичните съединения, намиращи се в канализацията, и потенциално да ги превърнат в енергия.

Органичните съединения в отпадъчните води са обект на изследвания от десетилетия. Инженерите прекарват десетилетия, опитвайки се да измислят как да извлекат полезните елементи от канализацията. Все още обаче не съществува ефективен метод за екстракция и пречиствателните станции ги изхвърлят като замърсители.

Използвайки само лек електрически ток, тази лилава фототрофна бактерия може да бъде ключова за разграждането на отпадъците.

„Един от най-важните проблеми на настоящите пречиствателни станции са високите въглеродни емисии“, каза съавторът Даниел Пуйол от университета „Крал Хуан Карлос“, Испания. "Нашият процес на биорафинерия, базиран на светлина, може да осигури средство за събиране на зелена енергия от отпадъчни води, с нулев въглероден отпечатък."

Откъде идват лилавите бактерии?

Когато човек мисли за фотосинтеза, често му идва на ум зеленото на хлорофила. Хлорофилът обаче оставя през есента, за да остави жълти, оранжеви и червени нюанси.

Изследователите посочват, че фотосинтетичните пигменти се предлагат в куп различни цветове и организми. Това е мястото, където фототрофните бактерии влизат в игра.

Бактериите улавят енергията в различни пигменти. Въпреки това метаболизмът на организма, а не цветът, привлече вниманието на Пуйол и екипа. Бактериите са използвали органични молекули и азотен газ, а не CO2 и H20 за фотосинтеза.

Тази разлика им дава предимство пред други фототрофни бактерии и водорасли. Това също така означава, че те могат да произвеждат всичко от водороден газ до протеини до вид биоразградим полиестер поради този метаболизъм, според изследователите.

„Лилавите фототрофни бактерии правят идеалното средство за оползотворяване на ресурси от органични отпадъци, благодарение на изключително разнообразния си метаболизъм“, обясни Пуйол.

Преобразуване на отпадъци в биогориво с минимален въглероден отпечатък

Изследователите обясниха, че една от най-вълнуващите ползи от разграждането на отпадъчните канализации е колко нисък е енергийният разход, необходим за това.

"Нашата група манипулира тези условия, за да настрои метаболизма на лилавите бактерии към различни приложения, в зависимост от източника на органични отпадъци и изискванията на пазара", каза съавторът професор Абрахам Естеве-Нуниес от Университета в Алкала, Испания. „Но уникалното при нашия подход е използването на външен електрически ток за оптимизиране на продуктивността на пурпурните бактерии.“

Цялата система се нарича биоелектрохимична система и използва метаболитните пътища в лилавите бактерии за свързване на електрони. Чрез подобряване на електронния поток в бактериите, електрическият ток може да ускори скоростта, която бактериите синтезират отпадъчни води.

"Това показва, че лилавите бактерии могат да бъдат използвани за възстановяване на ценно биогориво от органични вещества, които обикновено се намират в отпадъчните води - ябълчена киселина и натриев глутамат - с нисковъглероден отпечатък", съобщи Естеве-Нунес.

Пуйол обясни в изявление, че има още повече възможности за подобрение:

"Една от първоначалните цели на проучването беше да се увеличи производството на биоводород чрез даряване на електрони от катода в метаболизма на лилавите бактерии. Изглежда обаче, че PPB бактериите предпочитат да използват тези електрони за фиксиране на CO2, вместо да създават H2.

"Наскоро получихме финансиране за преследване на тази цел с по-нататъшни изследвания и ще работим върху това през следващите години. Следете за повече метаболитни настройки."


Гледай видеото: Zülal. (Юли 2021).