Bakteriler su kütlelerinin dibinden elektrik enerjisi elde etmeyi öğrendi

Nehirlerin, göllerin ve kıyı bölgelerinin kirlili dipteki tortuları sadece temizlik nesnesi değil, aynı zamanda elektrik enerjisi kaynağı haline gelebilir. Uluslararası bir bilim insanı grubu, dip mikrobiyal yakıt hücreleri (SMFC) teknolojisinin geliştirilmesindeki sonuçları özetledi. Bu biyoelektrokimyasal yöntem, su altındaki kirlili çamuru enerji kaynağına dönüştürmeyi mümkün kılar. Analizler, bu sistemlerin laboratuvar sınırlarını çoktan aştığını ve atık suları %97'den fazla verimlilikle temizleyebildiğini ve otonom sensörleri yıllarca enerjiyle besleyebildiğini gösteriyor. Ixbt.com haberi veriyor.

Teknolojinin temelinde, nehir ve deniz diplerinde milyonlarca yıldır devam eden doğal bir süreç yatıyor. Çamurun oksijensiz katmanında bitki ve hayvan kalıntılarını parçalayan mikroorganizmalar yaşar. Bu süreçte bakteriler elektron salar. Normalde bu enerji çevreye dağılır, ancak mikrobiyal yakıt hücresinde toplanarak elektrik akımı elde etmek için kullanılabilir. Sistemin yapısı basittir: anot doğrudan bakterilerin çalıştığı çamura, katot ise üzerindeki oksijence zengin suya yerleştirilir.

Son on yıllardaki en önemli keşiflerden biri ekzoelektrojenik bakterilerin tespit edilmesi oldu. Geobacter sulfurreducens ve Shewanella oneidensis gibi mikroorganizmalar elektronları doğrudan elektrotlara aktarma yeteneğine sahiptir. Kendine özgü "biyolojik nanoteller" oluşturarak elektrik yükünü hücre dışına taşıyabilirler. Bu da kirlili tortuları çevresel bir sorundan enerji kaynağına dönüştürmeyi mümkün kılar.

Elektrik enerjisi üretiminin yanı sıra, SMFC sistemleri suyu ağır metallerden ve fazla fosfordan temizlemede de yüksek sonuçlar vermektedir. Özellikle bu unsurların yapay bataklıklarla birleştirilmesi umut verici bir yön olarak kabul edilmektedir. Bu durumda bitki kökleri bakteriler için ek besin sağlarken, mikrobiyal topluluklar suyu temizleyerek ekosistem sağlığını korur. Yeni elektrot malzemeleri, özellikle ahşap atıklarından elde edilen "biyokömür"ün kullanılması sistem verimliliğini daha da artırmaktadır.

Şu anda bu sistemlerin gücü doğal koşullarda metrekare başına onlarca milivat iken, optimize edilmiş laboratuvar cihazlarında bu gösterge 3 wattı aşmıştır. Bu, teknolojinin gelecekte CO2 emisyonlarını azaltmada ve çevreyi korumada önemli bir araç haline geleceğine işaret ediyor. Uygulama alanı genişleyen bu yöntemin, yakın yıllarda küresel çevre sorunlarının çözümünde yerini alması bekleniyor.