Эти микробы дышат метаном и преобразуют его в электричество в странной живой батарее

Что касается парниковых газов, то метан — это тихий злодей, который может незаметно затянуть нас еще глубже в климатический кризис. В нашей атмосфере по крайней мере в 25 раз эффективнее в улавливании тепла от углекислого газа.

Это также не так уж эффективно — при сгорании менее половины энергии природного газа может быть преобразовано в электрическую энергию.

Стремясь выжать больше электронов из каждого выброса метана, исследователи в Нидерландах обнаружили нетрадиционную форму электростанции — для того, чтобы ее увидеть, нужен микроскоп.

«Это может быть очень выгодно для энергетического сектора», Говорит Корнелия Велти, микробиолог Университета Радбауд.

«В существующих биогазовых установках метан производится микроорганизмами, а затем сжигается, что приводит в действие турбины, вырабатывая таким образом электроэнергию. Менее половины биогаза преобразуется в энергию, и это максимальная мощность, которую можно достичь. Мы хотим оценить, можем ли мы Мы хотим добиться большего успеха, используя микроорганизмы».

В центре внимания их исследований находится тип древних бактерий — бактериоподобных микробов, известных своими необычайными способностями к выживанию в странных и суровых условиях, включая способность расщеплять метан в среде, лишенной кислорода.

Этот конкретный вид известен как анаэробный метанотрофный (ANME) Архаичный, управляйте этим метаболическим трюком, разряжая электроны в серии электрохимических реакций, используя какой-либо тип металла или металла вне своих клеток или даже жертвуя их другим видам в их среде обитания.

Впервые описан в 2006 г.рода ANME метанопиридины Окисление метана обнаруживается с небольшой помощью нитратов, что позволяет ему чувствовать себя как дома во влажных болотах пропитанных удобрениями сельскохозяйственных каналов Нидерландов.

Попытки изъять электроны из этого процесса в микробных топливных элементах принесли небольшие усилия, без какого-либо четкого подтверждения процессов, которые могли стоять за конверсией.

Если эти археи покажут себя многообещающими в качестве энергетических ячеек, поглощающих метан, им действительно нужно будет производить ток недвусмысленным образом.

Чтобы усложнить задачу, метанопиридины Не легко культивируемый микроб.

Поэтому Велте и ее коллеги-исследователи собрали образцы микробов, в которых, как они знали, преобладали эти заполненные метаном археи, и культивировали их в бедной кислородом среде, где метан был единственным донором электронов.

Рядом с этой колонией они также разместили металлический анод, настроенный на нулевое напряжение, эффективно создав электрохимическую ячейку, настроенную для генерации тока.

«Мы делаем что-то вроде батареи с двумя концами, где один конец биологический, а другой — химический». Говорит Микробиолог Хелен Опотер, также из Университета Радбауд.

«Мы выращиваем бактерии на одном из электродов, которым бактерии отдают электроны от превращения метана».

Проанализировав превращение метана в углекислый газ и измерив колебательные токи, которые возросли до 274 миллиампер на квадратный сантиметр, команда пришла к выводу, что чуть более трети тока может быть напрямую связано с крекингом метана.

С точки зрения эффективности, 31 процент энергии метана преобразуется в электрическую энергию, что делает его в некоторой степени сопоставимым с некоторыми электростанциями.

Если сделать больше в этом процессе, можно будет создать высокоэффективные работающие биогазовые батареи, высасывающие больше искр из каждого кусочка газа и уменьшающие потребность в дальних метановых трубопроводах. Это важно, потому что Некоторые установки по производству метана Он едва справляется с эффективностью около 30 процентов.

Но оптимистично, мы должны найти способы избавиться от нашей зависимости от всех видов ископаемого топлива.

Однако, независимо от технологических применений, узнать больше о различных способах разложения этого ядовитого парникового газа в окружающей среде не может быть плохо.

Это исследование было опубликовано в Границы микробиологии.