Was Sie gerade in die Toilette gespült haben, könnte nützlicher sein, als Sie jemals gedacht haben. Forscher haben herausgefunden, dass eine Art lila Bakterien die im Abwasser enthaltenen organischen Verbindungen abbauen und möglicherweise in Energie umwandeln kann.
Organische Verbindungen im Abwasser sind seit Jahrzehnten Gegenstand von Studien. Ingenieure haben jahrzehntelang versucht, herauszufinden, wie die nützlichen Elemente aus dem Abwasser gewonnen werden können. Eine effiziente Extraktionsmethode gibt es jedoch noch nicht, und Kläranlagen entsorgen sieals Verunreinigungen.
Mit nur geringem elektrischen Strom könnten diese lila phototrophen Bakterien der Schlüssel zum Abbau des Abfalls sein.
"Eines der wichtigsten Probleme aktueller Kläranlagen sind hohe Kohlenstoffemissionen", sagte Co-Autor Daniel Puyol von der King Juan Carlos University, Spanien. "Unser lichtbasiertes Bioraffinerieverfahren könnte ein Mittel zur Ernte grüner Energie seinAbwasser ohne CO2-Ausstoß. "
Woher kommen die lila Bakterien?
Wenn man an die Photosynthese denkt, fällt einem oft das Grün des Chlorophylls ein. Im Herbst verlässt das Chlorophyll jedoch die Farbe, um Gelb-, Orangen- und Rottöne zu hinterlassen.
Die Forscher wiesen darauf hin, dass photosynthetische Pigmente in einer Reihe verschiedener Farben und Organismen vorliegen. Hier kommen die phototrophen Bakterien ins Spiel.
Die Bakterien fangen Energie in einer Vielzahl von Pigmenten ein. Der Stoffwechsel des Organismus - nicht die Farbe - erregte jedoch die Aufmerksamkeit von Puyol und dem Team. Die Bakterien verwendeten organische Moleküle und Stickstoffgas anstelle von CO2 und H20 für die Photosynthese.
Dieser Unterschied verschafft ihnen einen Vorteil gegenüber anderen phototrophen Bakterien und Algen. Dies bedeutet auch, dass sie aufgrund dieses Stoffwechsels aufgrund dieses Stoffwechsels alles von Wasserstoffgas über Proteine bis hin zu einer Art biologisch abbaubarem Polyester herstellen können.
"Lila phototrophe Bakterien sind aufgrund ihres sehr unterschiedlichen Stoffwechsels ein ideales Instrument zur Rückgewinnung von Ressourcen aus organischen Abfällen", erklärte Puyol.
Umwandlung von Abfall in Biokraftstoff mit minimalem CO2-Fußabdruck
Die Forscher erklärten, dass einer der aufregendsten Vorteile beim Abbau des Abwassers darin besteht, wie wenig Energie dafür erforderlich ist.
"Unsere Gruppe manipuliert diese Bedingungen, um den Metabolismus von Purpurbakterien je nach Quelle für organische Abfälle und Marktanforderungen auf unterschiedliche Anwendungen abzustimmen", sagte Co-Autor Professor Abraham Esteve-Núñez von der Universität Alcalá, Spanien. "Aber was ist das?Einzigartig an unserem Ansatz ist die Verwendung eines externen elektrischen Stroms zur Optimierung der produktiven Leistung von Purpurbakterien. "
Das gesamte System wird als bioelektrochemisches System bezeichnet und nutzt die Stoffwechselwege der violetten Bakterien, um Elektronen zu verbinden. Durch die Verbesserung des Elektronenflusses innerhalb der Bakterien kann ein elektrischer Strom die Geschwindigkeit beschleunigen, mit der die Bakterien Abwasser synthetisieren.
"Dies zeigt, dass lila Bakterien verwendet werden können, um wertvollen Biokraftstoff aus organischen Stoffen zu gewinnen, die typischerweise in Abwässern vorkommen - Apfelsäure und Natriumglutamat - mit einem geringen CO2-Fußabdruck", berichtete Esteve-Núñez.
Puyol erklärte in einer Erklärung, dass es noch mehr Raum für Verbesserungen gibt :
"Eines der ursprünglichen Ziele der Studie war die Steigerung der Biowasserstoffproduktion durch Abgabe von Elektronen von der Kathode an den Stoffwechsel lila Bakterien. Es scheint jedoch, dass die PPB-Bakterien diese Elektronen lieber zur Fixierung von CO verwenden. 2 anstatt H zu erstellen 2 .
"Wir haben kürzlich Mittel erhalten, um dieses Ziel mit weiteren Forschungen zu verfolgen, und werden in den folgenden Jahren daran arbeiten. Bleiben Sie dran, um mehr Stoffwechsel-Tuning zu erhalten."