Μικρόβια μπορούν να παράγουν ηλεκτρισμό

07/06/2011

Τα βακτήρια μπορούν να «αναπνεύσουν» πολλές διαφορετικές ουσίες, μεταξύ των οποίων το οξυγόνο, μέταλλα καθώς και ανθρώπινα ή ζωικά απόβλητα – το οποίο θα μπορούσε να αποτελέσει εναλλακτική πηγή ενέργειας

Βιολόγοι και χημικοί ερευνητές του πανεπιστημίου East Anglia της Βρετανίας, με επικεφαλής τον Thomas Clarce της Σχολής Βιολογικών Επιστημών, σε συνεργασία με Αμερικανούς επιστήμονες, δήλωσαν ότι έκαναν «σημαντική πρόοδο όσον αφορά την κατανόηση του τρόπου που μερικά είδη βακτηρίων κινούν ηλεκτρόνια από το εσωτερικό στο εξωτερικό του κυττάρου τους».

Οι επιστήμονες μπορούν τώρα να αρχίσουν να αναπτύσσουν μεθόδους, ώστε να «χειραγωγούν» κατάλληλα τα μικρόβια, «δένοντάς» τα άμεσα σε ηλεκτρόδια, προκειμένου να δημιουργήσουν έτσι ενεργειακά αποδοτικές μικροβιακές κυψέλες καυσίμων ή βιο-μπαταρίες. 

Παράλληλα, η ανακάλυψη μπορεί να επιταχύνει την ανάπτυξη κυψελών καυσίμων από απόβλητα ζώων και ανθρώπων, καθώς επίσης μικροβιακών παραγόντων που θα καθαρίζουν το περιβάλλον, π.χ. από τη διαρροή πετρελαίου ή την μόλυνση από ουράνιο.
Η έρευνα, που χρηματοδοτήθηκε, μεταξύ άλλων, από το υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, το οποίο προσβλέπει στην προώθηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας στο μέλλον, βασίζεται σε προηγούμενη μελέτη των ίδιων ερευνητών, το 2009. Τότε, είχαν δείξει τον μηχανισμό με τον οποίο τα βακτήρια επιβιώνουν σε περιβάλλοντα χωρίς οξυγόνο, κατασκευάζοντας μικροσκοπικά ηλεκτρικά «σύρματα», με μέγεθος ατόμου, που εκτείνονται πέρα από την επιφάνεια του κυττάρου τους, κάνοντας έτσι επαφή με το ορυκτό πάνω στο οποίο βρίσκονται (η όλη διαδικασία έχει αποκληθεί «αναπνοή πετρωμάτων»).

Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την τεχνική της κρυσταλλογραφίας ακτίνων-Χ, ώστε να αποκαλύψουν την μοριακή δομή των πρωτεϊνών, οι οποίες προσκολλώνται στην κυτταρική επιφάνεια του μικροοργανισμού, μέσω των οποίων -σαν σε «ηλεκτρικό σύρμα»- μεταφέρονται τα ηλεκτρόνια. 

«Όλα τα ζωντανά πράγματα παράγουν ηλεκτρισμό, δεν πρόκειται για επιστημονική φαντασία», δήλωσε ο Clarce, επισημαίνοντας, για παράδειγμα, ότι οι άνθρωποι χρησιμοποιούν ηλεκτρισμό για να χτυπάει η καρδιά τους και να δημιουργούν σκέψεις στον εγκέφαλό τους. Τα βακτήρια δημιουργούν «σύρματα» μέσω των οποίων αποβάλλουν στο περιβάλλον τους τον παραπανίσιο ηλεκτρισμό τους, διότι αν αυξηθεί υπερβολικά το ηλεκτρικό φορτίο στο εσωτερικό των κυττάρων τους, η λειτουργία τους σταματά. 

Η πρόκληση των επιστημόνων είναι να βρουν πρακτικούς τρόπους για να αντλήσουν αυτό τον ηλεκτρισμό, αξιοποιώντας τα μικρόβια ως ένα είδος βιο-μπαταρίας. Οι εκτιμήσεις είναι πάντως ότι θα χρειαστεί ακόμα μια δεκαετία περίπου μέχρι να αξιοποιηθεί αυτός ο μικροβιακός ηλεκτρισμός για την παροχή ρεύματος σε φορτιστές κινητών, φώτα κ.α. Για να γίνει αυτό, πρέπει προηγουμένως η όλη διαδικασία να γίνει 100 έως 1.000 φορές πιο αποδοτική από ενεργειακής πλευράς. 

ΠΗΓΗ: physics4u.gr