Phone

Tieto mikróby dýchajú metán a premieňajú ho na elektrinu v podivnej živej batérii

Tieto mikróby dýchajú metán a premieňajú ho na elektrinu v podivnej živej batérii
Written by pocox3

Pokiaľ ide o skleníkové plyny, metán je tichý darebák, ktorý by nás mohol tajne vtiahnuť ešte hlbšie do klimatickej krízy. V našej atmosfére je najmenej 25-krát účinnejší pri zachytávaní tepla ako oxid uhličitý.

Nie je to ani veľmi efektívne – spaľovaním možno menej ako polovicu energie zo zemného plynu premeniť na elektrinu.

V snahe extrahovať viac elektrónov z každého závanu metánu výskumníci v Holandsku preskúmali dosť netradičnú formu elektrárne – takú, ktorú by ste museli vidieť pod mikroskopom.

„Mohlo by to byť veľmi užitočné pre energetický sektor,“ hovorí Cornelia Welte, mikrobiologička z Radboud University.

“V súčasných bioplynových staniciach je metán produkovaný mikroorganizmami a následne spálený, čím sa poháňa turbína, čím sa vyrába elektrina. Menej ako polovica bioplynu sa premieňa na elektrickú energiu, a to je kapacitné maximum, ktoré je možné dosiahnuť. Chceme posúdiť, či dokážeme lepšie pomocou mikroorganizmov.“

Ťažiskom ich skúmania je druh archaea – mikróbov podobných baktériám, ktoré sú známe svojimi mimoriadnymi schopnosťami prežiť v podivných a drsných podmienkach, vrátane ich schopnosti rozkladať metán v prostrediach s nedostatkom kyslíka.

Tento špecifický typ, známy ako anaeróbna metanotrofná archaea (ANME), riadi tento metabolický trik vybíjaním elektrónov v reťazci elektrochemických reakcií, pričom používa nejaký druh kovu alebo metaloidu mimo svojich buniek alebo ich dokonca dáva iným druhom v ich prostredí.

Prvýkrát opísaný v roku 2006, rod ANME Methanoperedens Zistilo sa, že oxidujú metán s trochou pomoci dusičnanov, vďaka čomu sú dokonale doma vo vlhkých rašeliniskách holandských poľnohospodárskych priepustov nasiaknutých hnojivami.

Pokusy extrahovať elektróny z tohto procesu v mikrobiálnych palivových článkoch viedli k produkcii malých napätí bez jasného potvrdenia presných procesov, ktoré by mohli spôsobiť konverziu.

Ak by sa tieto archaea niekedy ukázali ako sľubné ako energetické články pohlcujúce metán, museli by skutočne produkovať prúd jasným a jednoznačným spôsobom.

Aby sa veci skomplikovali, Methanoperedens nie je mikrób, ktorý sa hodí na jednoduchú kultiváciu.

Welte a jeho kolegovia výskumníci teda zhromaždili vzorku mikróbov, o ktorých vedeli, že im dominuje tento metán sajúci archaea, a kultivovali ich v prostredí bez kyslíka, kde bol metán jediným donorom elektrónov.

V blízkosti tejto kolónie umiestnili aj kovovú anódu nastavenú na nulové napätie, čím vytvorili pripravený elektrochemický článok na generovanie prúdu.

“Vytvárame druh batérie s dvoma terminálmi, z ktorých jeden je biologický terminál a druhý je chemický terminál,” vysvetľuje mikrobiologička Heleen Ouboter, tiež z Radboud University.

“Pestujeme baktérie na jednej z elektród, ktorým baktérie darujú elektróny vznikajúce pri premene metánu.”

Po analýze premeny metánu na oxid uhličitý a meraní kolísavých prúdov až 274 miliampérov na štvorcový centimeter tím usúdil, že niečo viac ako tretinu prúdu možno pripísať priamo rozkladu metánu.

Čo sa týka účinnosti, 31 % energie v metáne sa premenilo na elektrickú energiu, čím je do istej miery porovnateľný s niektorými elektrárňami.

Ďalšie pohrávanie sa s procesom by mohlo viesť k vytvoreniu vysoko účinných živých batérií, ktoré fungujú na bioplyn, vyžmýkajú viac iskier z každého kúska plynu a znížia potrebu viesť metán potrubím na veľké vzdialenosti. A to je dôležité, pretože niektoré elektrárne spaľujúce metán dosahujú sotva účinnosť okolo 30 %.

Dúfajme však, že musíme nájsť spôsoby, ako sa zbaviť závislosti od všetkých fosílnych palív.

Odhliadnuc od technologických aplikácií, dozvedieť sa viac o rôznych spôsoboch rozkladu tohto zákerného skleníkového plynu v našom prostredí nemôže byť zlá vec.

Tento výskum bol publikovaný v r Hranice v mikrobiológii.

About the author

pocox3

poco lofya max founder of swahli afya and creater content I am from kenya in the north to the southern border of Tanzania in the south. kiSwahili or Kiswahili

Leave a Comment