Bateria mikrobowa produkująca prąd i oczyszczająca wodę

Bakterie, które produkują elektryczność żywiąc się korzeniami zielonych roślin, albo nawet oczyszczając zużyte wody: taka jest zasada baterii mikrobowych, nad którymi pracowali badacze francuscy. Oczywiście, nie oświetlą one jeszcze całego miasta, ale i tak jest o czym mówić...

Wyprodukować elektryczność dzięki bakteriom, jednocześnie oczyszczając zużyte wody – tego udało się dokonać badaczom z uniwersytetu w Rennes we Francji. Na tę chwilę, na bardzo niewielką skalę.

Pomysł ten, już znany – chodzi tutaj o baterię na paliwo bakteryjne, MFC (ang. Microbial Fuel Cell). Bateria na paliwo jest generatorem elektryczności, gdzie wodór zostaje utleniony na jednej z elektrod, podczas gdy element oksydacyjny (tlen generalnie), jest redukowany na drugiej elektrodzie. Reakcja redukcji tlenu jest katalizowana dzięki platynie, najczęściej.

Reakcja ta jest odwrotna do reakcji elektrolizy: bateria konsumuje wodór i tlen i wyrzuca wodę. Możemy również zmusić do tej pracy bakterie, a przynajmniej odmiany anaerobowe, uwalniające elektrony, kiedy konsumują składniki odżywcze.

Woda zużyta albo korzenie

Badacze posłużyli się bakterią Geobacter sulfurreducens. Nie żyją one tlenem i co jeszcze ważniejsze, zależą one od składnika, który badacze umieścili na elektrodach. W zamian, bakteria uwalnia elektron, dzięki którem bateria funkcjonuje.

Celem naukowców jest teraz znalezienie materiałów, które pozwalają na optymalną wymianę między elektrodą a bakteriami i które powodują znaczne gromadzenie się bakterii wokół elektrody, w postaci biofilmu.

Nie tylko bakterie te produkują prąd, ale również odżywiają się między innymi zanieczyszczoną wodą, którą oczyszczają. Jest to system, który może służyć, na przykład, w fabrykach przetwarzania. Ale nie tylko. Ponieważ, jak przyznaje Frederic Barriere, odpowiedzialny za ten projekt, naukowcy już sobie wyobrażają inne możliwości.

Na przykład, urządzenie to może służyć jako sygnał zanieczyszczenia: jeśli bakterie odżywiają się zanieczyszczoną wodą, to im bardziej jest ona brudna, tym większa będzie ilość wyprodukowanej elektryczności. Można więc w ten sposób uzyskać narzędzie elektryczne mierzące bezpośrednio zanieczyszczenia.

Zamiast zużytej wody, bakterie mogą również czerpać składniki odżywcze z korzeni roślin, jak wyjaśniają to badacze z uniwersytetu w Rennes we Francji. Tutaj znowu produkcja prądu polega jedynie na naturalnym procesie.

Badania wchodzą teraz w ramy projektu PlantPower, który jest finansowany przez Unię Europejską. Koncept ten nie jest nowy i wiele podobnych prac zostało już zrealizowanych, jak na przykład prace laboratorium Génie chimique w Tuluzie (Francja).

Jakby nie było, napięcie elektryczne zapewniane przez te bakterie mikrobowe na tę chwilę jest bardzo słabe. Chodzi po prostu o pewien etap pokazujący, iż możliwe jest uruchomienie takiego procesu.