Desde 1911, cuando el micólogo británico Michael Chris Potter lo notó La levadura de cerveza genera electricidadLos científicos intentaban aprovechar el poder de… Pilas de combustible microbianas.
Pero los pequeños “biorreactores” emergentes eran igual de eficientes Demasiado bajo para uso práctico. Es más, se ha demostrado que los microbios pueden ser sorprendentemente selectivos con respecto a los sustratos que digieren para generar electricidad.
Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana (EPFL) ha diseñado uno de los tipos de bacterias más comunes, Escherichia coliGenerar electricidad a partir de aguas residuales de cervecerías: las últimas variedades de bioingeniería lo han superado.
«Aunque hay microbios extraños que producen electricidad de forma natural, sólo pueden hacerlo en presencia de sustancias químicas específicas». El explica Autor principal e ingeniero químico Ardemis Bogosyan, de EPFL.
«bacterias coli Puede crecer en una amplia gama de fuentes, lo que nos ha permitido producir electricidad en una amplia gama de entornos, incluidas las aguas residuales.
Promover Escherichia coli La capacidad de generar electricidad, los investigadores modificaron su genoma para incluir instrucciones especiales para esto Complejos proteicos Lo encontré en Shewanella oneidensisuno de los generadores de electricidad bacterianos más famosos.
S. oneidensis Produce un flujo de electrones cuando reduce metales, una señal eléctrica que se ha utilizado, por ejemplo Detección de metales tóxicos. Como el arsénico en sistemas prototipo.
Integrando todos los componentes S. oneidensis Ruta de generación de electricidad bacterias coliMohamed Mohib, autor principal del estudio, y Boghossian y sus colegas aumentaron la actividad eléctrica al doble en comparación con Cepas previamente diseñadas (Que sólo incluía parte de S. oneidensis un sendero).
Sin embargo, esos experimentos se realizaron en una sola habitación en condiciones de laboratorio. La verdadera prueba de cualquier tecnología potencial es si es capaz de funcionar en entornos industriales.
He explorado investigaciones anteriores. Usando algas En el tratamiento de aguas residuales de cervecerías. Las cervecerías necesitan tratar el agua que utilizan para lavar los granos y lavar los tanques antes de desecharla porque contiene una mezcla embriagadora de azúcares, almidones, alcoholes y levaduras que pueden generar microbios no deseados si se vierten sin tratamiento.
Entonces el equipo los probó bacterias coli En una muestra de agua residual recolectada de una cervecería local en Lausana, Suiza, las bacterias modificadas la devoraron felizmente durante un período de 50 horas.
«Nuestras bacterias eléctricas diseñadas mediante bioingeniería han podido prosperar exponencialmente alimentándose de estos desechos». Él dice Bogosiano, mientras S. oneidensisutilizados como comparación, no pudieron digerir el efluente mezclado.
Esto hace que el ingeniero bacterias coli Mucho más adecuado para el tratamiento de aguas residuales industriales, aunque su capacidad para generar electricidad es aún más lenta que la S. oneidensis, Los investigadores dicen.
Escherichia coli El apetito por diferentes sustratos químicos también significa que las bacterias diseñadas pueden adaptarse a flujos de desechos y otras materias primas.
Sin embargo, los investigadores deberán probar si estos genes están modificados. bacterias coli Se pueden procesar cantidades industriales. De ser así, se podrían lograr importantes ahorros de energía.
«En lugar de poner energía en el sistema para procesar residuos orgánicos, producimos electricidad y procesamos residuos orgánicos al mismo tiempo, matando dos pájaros de un tiro». Él dice Boghossiano.
El estudio fue publicado en julio.
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