Mikrob Ini Menghirup Metana Dan Mengubahnya Menjadi Elektrik dalam Bateri Hidup yang Pelik

Setakat gas rumah hijau pergi, metana adalah penjahat pendiam yang secara senyap-senyap boleh menyeret kita lebih dalam ke dalam krisis iklim. Dalam suasana kita, sekurang-kurangnya 25 kali ganda lebih berkesan memerangkap haba daripada karbon dioksida.

Ia juga tidak begitu cekap – melalui pembakaran, kurang daripada separuh tenaga dalam gas asli boleh ditukar kepada kuasa elektrik.

Dalam usaha untuk memerah lebih banyak elektron daripada setiap sedutan metana, penyelidik di Belanda telah meneroka bentuk stesen janakuasa yang agak tidak konvensional – yang anda perlukan mikroskop untuk melihatnya.

“Ini boleh menjadi sangat berguna untuk sektor tenaga”, berkata Ahli mikrobiologi Universiti Radboud Cornelia Welte.

“Dalam pemasangan biogas semasa, metana dihasilkan oleh mikroorganisma dan kemudiannya dibakar, yang memacu turbin, sekali gus menjana kuasa. Kurang daripada separuh daripada biogas ditukar kepada kuasa, dan ini adalah kapasiti maksimum yang boleh dicapai. Kami ingin menilai sama ada kami boleh melakukan lebih baik menggunakan mikroorganisma.”

Tumpuan penyiasatan mereka ialah sejenis archaea – mikrob seperti bakteria yang terkenal dengan bakat luar biasa mereka untuk bertahan dalam keadaan pelik dan keras, termasuk dapat memecahkan metana dalam persekitaran yang kekurangan oksigen.

Jenis khusus ini, dikenali sebagai anaerobik metanotropik (ANME) archaea, uruskan helah metabolik ini dengan memunggah elektron dalam rantai tindak balas elektrokimia, menggunakan sejenis logam atau metaloid di luar sel mereka atau bahkan mendermakannya kepada spesies lain dalam persekitaran mereka.

Pertama kali diterangkan pada tahun 2006genus ANME Methanoperedens didapati mengoksidakan metana dengan sedikit bantuan daripada nitrat, menjadikannya betul-betul di rumah di paya basah pembetung pertanian yang direndam baja Belanda.

Percubaan untuk menarik elektron daripada proses ini dalam sel bahan api mikrob telah menghasilkan voltan kecil yang dihasilkan, tanpa sebarang pengesahan jelas tentang proses yang mungkin berada di sebalik penukaran.

Jika archaea ini mahu menunjukkan janji sebagai sel kuasa yang melahap metana, mereka benar-benar perlu mengalirkan arus dengan cara yang jelas dan tidak jelas.

Untuk menyukarkan keadaan, Methanoperedens bukan mikrob yang sesuai untuk penanaman yang mudah.

Jadi Welte dan rakan penyelidiknya mengumpul sampel mikrob yang mereka tahu dikuasai oleh archaea penyedut metana ini, dan membesarkannya dalam persekitaran yang kekurangan oksigen di mana metana merupakan satu-satunya penderma elektron.

Berhampiran koloni ini mereka juga meletakkan anod logam yang ditetapkan pada voltan sifar, dengan berkesan mencipta sel elektrokimia yang disiapkan untuk menjana arus.

“Kami mencipta sejenis bateri dengan dua terminal, di mana satu daripada ini adalah terminal biologi dan satu lagi adalah terminal kimia,” berkata ahli mikrobiologi Heleen Ouboter, juga dari Universiti Radboud.

“Kami membiak bakteria pada salah satu elektrod, yang mana bakteria menderma elektron hasil daripada penukaran metana.”

Selepas menganalisis penukaran metana kepada karbon dioksida dan mengukur arus turun naik yang melonjak setinggi 274 miliamp setiap sentimeter persegi, pasukan menyimpulkan lebih satu pertiga daripada arus boleh dikaitkan secara langsung dengan pemecahan metana.

Setakat kecekapan, 31 peratus daripada tenaga dalam metana telah berubah menjadi kuasa elektrik, menjadikannya agak setanding dengan beberapa stesen janakuasa.

Mengutak-atik lebih banyak proses itu boleh melihat kepada penciptaan bateri hidup yang sangat cekap yang menggunakan biogas, memerah lebih banyak percikan daripada setiap gas dan mengurangkan keperluan untuk menyalurkan metana pada jarak yang jauh. Dan itu penting kerana beberapa loji janakuasa metana hampir tidak menguruskan kecekapan sekitar 30 peratus.

Tetapi secara optimistik, kita harus mencari cara untuk melepaskan diri daripada ketagihan kepada semua bahan api fosil.

Walau bagaimanapun, mengetepikan aplikasi teknologi, mempelajari lebih lanjut tentang pelbagai cara gas rumah hijau berbahaya ini terurai dalam persekitaran kita tidak boleh menjadi perkara yang buruk.

Penyelidikan ini diterbitkan dalam Sempadan dalam Mikrobiologi.

We would love to thank the author of this write-up for this outstanding content

Mikrob Ini Menghirup Metana Dan Mengubahnya Menjadi Elektrik dalam Bateri Hidup yang Pelik


Take a look at our social media accounts and other pages related to themhttps://paw6.info/related-pages/