I fremtiden vil renseanleggene ikke bare levere rent vann til kraner og dusjhoder. Kanskje blir de også kraftverk der store bakteriefarmer produserer klimavennlig elektrisitet.
Franske forskere har nemlig klart å få den livsfarlige E. coli-bakterien til å produsere strøm i et basseng med avløpsvann.
Mikrober som produserer elektrisitet, finnes i naturen, men bare i kombinasjon med spesifikke kjemikalier i svært spesialiserte miljøer.
Det nye gjennombruddet baner vei for at bakterier kan brukes til å produsere klimavennlig strøm i mye større skala.
Mikrober spiser metall og puster elektrisitet
En av bakteriene som kan generere elektrisitet gjennom såkalt ekstracellulær elektronoverføring (EET), er Shewanella oneidensis MR-1.
Bakterien absorberer partikler fra blant annet tungmetaller, som den bruker som næring. Restproduktet av cellens måltid er elektroner, som den sender ut igjen, og dette kan skape elektrisitet. Bakteriecellene er imidlertid ikke gode til å lede strøm, og den biokjemiske prosessen er derfor ikke særlig effektiv.
I det nye forsøket modifiserte forskerne deler av E. coli-celler slik at de lignet på Shewanella. Blant annet trykket de på den genetiske bryteren for et protein som bidrar til å transportere ulike stoffer inn og ut av cellen.
Ifølge studien, som er publisert i tidsskriftet Joule, klarte forskerne å skape en komplett EET-bane inn og ut av E. coli-bakterien – en banebrytende prestasjon som ingen andre har klart før.
Dette gjorde de dødelige bakteriene til elektriske mikrober som kan generere elektrisitet fra flere ulike kjemikalier og er tre ganger mer effektive enn andre elektriske bakterier.
Antall vokste eksponentielt
Den nye studien, publisert i tidsskriftet Joule, baner ifølge forskerne vei for at E. coli-bakterier kan omdanne skadelige tungmetaller i kloakk til fornybar energi.
«E. coli kan vokse på et bredt spekter av kilder, noe som gjorde det mulig for oss å produsere elektrisitet i en rekke ulike miljøer, blant annet fra kloakk», forklarer professor Ardemis Boghossian.
I motsetning til andre elektriske mikrober som ikke kan overleve har, trivdes de modifiserte E. coli-bakteriene, og bestanden vokste eksponentielt.
«I stedet for å bruke energi til å behandle organisk avfall, produserer vi elektrisitet samtidig som vi behandler organisk avfall, og slår dermed to fluer i en smekk», jubler Boghossian.
Men potensialet for den nye teknologien er enda større, mener forskerne.
E. coli-bakteriens genetikk gjør at den kan modifiseres og tilpasses mange ulike miljøer og ta opp et bredt spekter av kjemiske stoffer, noe som gjør den til et allsidig verktøy i utviklingen av bærekraftig teknologi.