Bu Mikroplar Metan Soluyor ve Onu Elektriğe Dönüştürüyor

Sera gazları söz konusu olduğunda, metan bizi gizlice iklim krizinin daha da derinlerine sürükleyebilecek potansiyele sahiptir. Atmosferimizde, ısıyı tutmada karbondioksitten en az 25 kat daha etkilidir.

Aynı zamanda o kadar verimli de değildir. Yakma yoluyla, doğal gazdaki enerjinin yarısından daha azı elektrik enerjisine dönüştürülebilir.

Hollanda'daki araştırmacılar her metandan daha fazla elektron sıkıştırmak amacıyla, oldukça alışılmamış bir elektrik santrali türü keşfettiler fakat görmek için bir mikroskoba ihtiyacınız olacak.

Radboud Üniversitesi mikrobiyoloğu Cornelia Welte, "Bu, enerji sektörü için çok faydalı olabilir" diyor.

"Mevcut biyogaz tesislerinde metan, mikroorganizmalar tarafından üretiliyor ve daha sonra yakılarak bir türbini çalıştırıyor ve böylece elektrik üretiliyor. Biyogazın yarısından daha azı güce dönüştürülür ve bu, elde edilebilecek maksimum kapasitedir. Artık mikroorganizmaları kullanarak daha iyisi yapılabilir."

Araştırmalarının odak noktası, oksijenden yoksun ortamlarda metanı parçalayabilmek de dahil olmak üzere, garip ve zorlu koşullar altında hayatta kalma konusundaki olağanüstü yetenekleriyle bilinen bir tür arkea - bakteri benzeri mikroplardır.

Anaerobik metanotrofik (ANME) arke olarak bilinen bu özel tip, bu metabolik hileyi, elektronları bir elektrokimyasal reaksiyonlar zincirinde boşaltarak, hücrelerinin dışında bir tür metal veya metaloid kullanarak veya hatta onları çevrelerindeki diğer türlere bağışlayarak yönetir.

İlk olarak 2006'da tanımlanan ANME cinsi Methanoperedens'in, nitratların biraz yardımıyla metanı oksitlediği bulundu.

Mikrobiyal yakıt hücrelerinde bu süreçten elektron çekme girişimleri, dönüşümün arkasında tam olarak hangi süreçlerin olabileceğine dair net bir doğrulama olmaksızın çok küçük voltajların üretilmesine neden oldu.

Bu arkeler metan yutan güç hücreleri olarak umut vaat edeceklerse, gerçekten açık ve net bir şekilde bir akım yaymaları gerekir.

Böylece Welte ve diğer araştırmacılar, bu metan püskürten arkeanın egemen olduğunu bildikleri bir mikrop örneği topladılar ve onları, metan'ın tek elektron vericisi olduğu oksijensiz bir ortamda büyüttüler.

Bu koloninin yakınına ayrıca sıfır voltaja ayarlanmış bir metal anot yerleştirdiler ve etkin bir şekilde akım üretmek için hazırlanmış bir elektrokimyasal hücre yarattılar.

Yine Radboud Üniversitesi'nden mikrobiyolog Heleen Ouboter, "Birinin biyolojik terminal, diğerinin kimyasal terminal olduğu iki terminalli bir tür pil yaratıyoruz" diyor.

"Bakterileri, metanın dönüştürülmesinden kaynaklanan elektronları bağışladığı elektrotlardan birinde büyütüyoruz."

Metanın karbondioksite dönüşümünü analiz ettikten ve santimetre kare başına 274 miliampere kadar yükselen dalgalı akımları ölçtükten sonra, ekip akımın üçte birinden biraz fazlasının doğrudan metanın parçalanmasıyla ilişkilendirilebileceği sonucuna vardı.

Verimlilik söz konusu olduğunda, metandaki enerjinin yüzde 31'i elektrik enerjisine dönüştü ve bu da onu bazı elektrik santralleriyle karşılaştırılabilir hale getirdi.

Süreçle daha fazla kurcalamak, biyogazla çalışan, her gaz parçasından daha fazla kıvılcım çıkaran ve uzun mesafelerde metan borulama ihtiyacını azaltan yüksek verimli canlı pillerin yaratılmasını sağlayabilir. Ve bu önemli çünkü bazı metan santralleri yaklaşık yüzde 30'luk verimliliği zar zor yönetiyor.

Kendimizi tüm fosil yakıtlara olan bağımlılığımızdan uzaklaştırmanın yollarını bulmalıyız.

Teknolojik uygulamalar bir yana, bu sinsi sera gazının çevremizde nasıl parçalandığı hakkında daha fazla bilgi edinmek her açıdan olumlu bir gelişme olarak görülebilir.

Bu araştırma Frontiers in Microbiology'de yayınlandı.