Opwekking van bio-energie met bacterie tijdens afvalverwerking

Professor Derek Lovley, een onderzoeker van MIT is aan een zeer merkwaardig onderzoek aan het werken. Het gaat namelijk over een speciale bacterie, deze is in staat om elektrische energie opwekken aan de hand van zonlicht en -warmte. De bacterie wordt Geobacter genoemd, dit is een bacterie die onder andere terug te vinden bij anaerobe afbraakprocessen. Deze wordt gebruikt bij bioremediatie, dit zijn processen waarbij men micro-organismen en andere gebruikt om het natuurlijke milieu dat verontreinigde stoffen bevat te gaan reinigen. Geobacter wordt 20 jaar geleden ontdekt door Lovley en zijn team in de modder van een rivier in Amerika. Dit was de eerste bacterie die organisch materiaal gaat oxideren tot CO2, maar het gebruikt hiervoor zuurstofatomen afkomstig van aanwezige metaaloxides. Dus anders gezegd, Geobacter wekt elektriciteit gebruikmakend van metaaloxides op dezelfde manier als dat de mensen zuurstof omzetten tot CO2.

En dit is dus wat Geobacter zeer interessant maakt want er wordt tijdens het reinigen ook nog een energie opgewekt. Uiteraard is het niet geschikt voor alle verontreinigingen. Het is wel geschikt voor grondwater dat vervuild is met petroleum-gebaseerde verontreinigingen. Maar het kan ook ingezet worden als het grondwater bijvoorbeeld verontreinigd is met radioactieve metalen.

Geobacter zou dus enorm interessant zijn bij waterzuiveringsstation en dergelijke installaties. De onderzoekers trachten de omstandig zodanig aan te passen dat dit proces zo snel mogelijk verloopt. Dit levert niet alleen een grotere energieproductie maar daarnaast is het grondwater of andere sneller gereinigd.

Maar Geobacter is ook in staat om elektronen te over te brengen naar het oppervlak van elektrodes. Het zou dus ook gebruikt kunnen worden in microbiële brandstofcellen. Het team van onderzoekers hebben ondervonden dat dit type brandstofcellen efficiënter. Een tweede voordeel van deze brandstofcellen is dat ze geen toxische stoffen bevatten. Daarnaast gaan deze veel langer mee. En waarschijnlijk het belangrijkste voordeel, is dat er enkel organische afval of hernieuwbare biomassa nodig is als grondstof voor de energieproductie. Deze brandstofcellen zouden kunnen toegepast worden in elektronische apparaten. En dan speciaal voor deze die gebruikt worden in een zuurstof arme atmosfeer zoals bijvoorbeeld op de zeebodem.

Als laatste hebben de wetenschappers nog een methode gevonden om met deze bacterie heeft fijne filamenten te maken. Deze zouden kunnen gebruikt worden als heel fijne nano-kabels voor het geleiden van elektrische stroom. Deze filamenten hebben slechts een diameter van 3 à 5 nanometer. Deze hebben wel slechts maar een lengte van 20 micrometer. Hiermee is het enkel wel geschikt voor toepassingen en nano-elektronische apparaten, sensoren en ook in de brandstofcellen.

via [geobacter]