I jakten på förnybar och miljövänlig energi växer intresset för bakterier som en möjlig energikälla. En studie från Lunds universitet visar hur man kan öka möjligheten att utvinna ström ur bakterier.
– Vi kan få ut en ström från bakterierna i realtid medan de så att säga äter, förklarar forskarna.
De senaste åren har forskare försökt att fånga in den elektriska ström som bakterier skapar vid sin ämnesomsättning. Strömöverföringen från själva bakterien till en mottagande elektrod har dock hittills inte varit effektiv alls. Men nu har forskare från bland annat Lunds universitet konstruerat en lite effektivare strömöverföring.
– Vi plockar upp elektroner från bakterien och överför dessa till en elektrod. Vi kan alltså få ut en ström från bakterierna i realtid medan de så att säga äter, förklarar Lo Gorton, kemiprofessor vid Lunds universitet.
Han beskriver studien som ett genombrott i förståelsen för extracellulär elektrontransport hos bakterier. Med extracellulär elektrontransport menas den ström som bakterien kan ge upphov till utanför sin egen cell. Svårigheten med energiutvinningen är att få fram en molekyl som kan ta sig in genom bakteriens tjocka cellvägg för att effektivare hämta elektronerna där. Forskarna har i den aktuella studien skapat en konstgjord molekyl för detta ändamål, en så kallad redoxpolymer. Bakteriesorten som de har studerat är en vanlig tarmbakterie som finns hos både djur och människor, Enterococcus faecalis.
Kommunicerar med andra bakterier
Resultaten av studien har inte bara ett värde för framtida bakterieström utan ger också en ökad förståelse för bakteriernas kommunikation med sin omvärld. För egen del använder bakterierna sannolikt den extracellulära elektrontransporten till att kommunicera, både med andra bakterier och med molekyler.
– Elektrontransporten kan vara av stor betydelse för hur bakterierna kommunicerar med olika molekyler och med varandra i vårt tarmsystem, men även för hur naturen fungerar i ett större perspektiv. Man tror idag att många geologiska processer styrs av bakterier, säger Lo Gorton.
Förståelsen för hur bakterierna fungerar och kommunicerar är av värde i många sammanhang. Exempelvis kan bakterier och andra mikroorganismer användas för att tillverka biobränsle, i så kallade mikrobiella biobränsleceller. Av speciellt intresse i energisammanhang är de fotosyntetiserande bakterierna. I tidigare studier har Lo Gorton och hans kollegor visat att de kan ge ström om de fästs på en elektrod och belyses.
Kunskap om bakterier kan i förlängningen användas för att exempelvis rena avloppsvatten, tillverka svårsyntetiserade molekyler eller reducera koldioxid till en mer användbar form.
Studien:
Following Nature: Bioinspired Mediation Strategy for Gram‐Positive Bacterial Cells Advanced Energy Materials.
Kontakt:
Lo Gorton, professor vid kemiska institutionen, Lunds universitet, lo.gorton@biochemistry.lu.se
