Ученые получили энергию из сточных вод: создали специальных биоэлектрических микробов

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) смогли вывести особую бактерию кишечной палочки для производства электричества. Как сообщает SciTechDaily, эта разработка имеет большой потенциал в области управления отходами, производства энергии и других биоэлектрических приложениях.

В своей опубликованной научной статье команда профессора Ардемиса Богосяна рассказывает, что использовала для эксперимента бактерии E. coli для выработки электричества посредством процесса, известного как внеклеточный перенос электронов (EET). Исследователи создали бактерии E. coli, обладающие улучшенным EET, что сделало их высокоэффективными "электрическими микробами". В отличие от предыдущих методов, которые требовали специальных химикатов для производства электроэнергии, биоинженерная кишечная палочка может производить электричество, метаболизируя различные органические субстраты.

Одним из ключевых нововведений исследования является создание полного пути EET внутри E. coli, чего раньше не было. Объединив компоненты Shewanella oneidensis MR-1, бактерии, известной способностью генерировать электричество, исследователи успешно создали оптимизированный путь, охватывающий внутреннюю и внешнюю мембраны клетки.

Важно отметить, что сконструированная кишечная палочка продемонстрировала замечательные характеристики в различных средах, включая сточные воды, собранные на пивоварне. В то время как экзотические электрические микробы терпели неудачу, модифицированная кишечная палочка процветала, демонстрируя свой потенциал для крупномасштабной переработки отходов и производства энергии.

"Вместо того, чтобы вкладывать энергию в систему для переработки органических отходов, мы производим электричество и одновременно перерабатываем органические отходы – убивая двух зайцев одним выстрелом!" — говорит Богосян. "Мы даже протестировали нашу технологию непосредственно на сточных водах, собранных на местной пивоварне Les Brasseurs в Лозанне. Экзотические электрические микробы даже не смогли выжить, тогда как наши биоинженерные электрические бактерии смогли процветать в геометрической прогрессии, питаясь этими отходами".

Важно

Исследователи разработали твердый электролит: теперь батареи могут стать лучше

Значение исследования выходит за рамки переработки отходов. Будучи способной генерировать электричество из широкого спектра источников, модифицированная кишечная палочка может быть использована в микробных топливных элементах, электросинтезе и биосенсорах – и это лишь некоторые из приложений. Кроме того, генетическая гибкость бактерии означает, что ее можно адаптировать к конкретной среде и сырью, что делает ее универсальным инструментом для устойчивого развития технологий.

Ранее Фокус рассказывал, что ученые создали уникальную батарею двойного назначения. Она и заряжается и вырабатывает полезные фармацевтические вещества.