En färsk studie från Lunds universitet visar hur man kan öka möjligheten att utvinna ström ur bakterier. Studien kan bli vägledande i jakten på de åtråvärda elektronerna.

Forskarna Dmitrii Pankratov, Lo Gorton och Galina Pankratova. Foto: Maryam Saati

En av samhällets stora utmaningar idag är att tillgodose behovet av förnybar och miljövänlig energi. En möjlig energikälla som intresset växer allt mer kring är bakterier.
De senaste åren har forskare försökte att fånga in den elektriska ström som bakterier skapar vid sin ämnesomsättning. Strömöverföringen från själva bakterien till en mottagande elektrod har dock hittills inte varit effektiv alls. Men nu har forskare från bland annat Lunds universitet hittat ett sätt att öka verkningsgraden, det vill säga de har konstruerat en lite effektivare strömöverföring.
– Vi plockar upp elektroner från bakterien och överför dessa till en elektrod. Vi kan alltså få ut en ström från bakterierna i realtid medan de så att säga äter, förklarar Lo Gorton, kemiprofessor vid Lunds universitet.
– Denna studie är ett genombrott i förståelsen för extracellulär elektrontransport hos bakterier.
Med extracellulär elektrontransport menas just den ström som bakterien kan ge upphov till utanför sin egen cell. Svårigheten med energiutvinningen är att få fram en molekyl som kan ta sig in genom bakteriens tjocka cellvägg för att effektivare hämta elektronerna där. Forskarna har i den aktuella studien skapat en konstgjord molekyl för detta ändamål, en så kallad redoxpolymer. Bakteriesorten som man har studerat är en vanlig tarmbakterie som finns hos både djur och människor, Enterococcus faecalis.
Resultaten av studien har inte bara ett värde för möjligheterna med framtida bakterieström utan ger också en ökad förståelse för bakteriernas kommunikation med sin omvärld. För egen del använder bakterierna sannolikt den extracellulära elektrontransporten till att kommunicera, både med andra bakterier och med molekyler.
– Elektrontransporten kan vara av stor betydelse för hur bakterierna kommunicerar med olika molekyler och med varandra i vårt tarmsystem, men även för hur naturen fungerar i ett större perspektiv. Man tror idag att många geologiska processer styrs av bakterier.
Förståelsen för hur bakterierna fungerar och kommunicerar är av värde i många sammanhang. Exempelvis kan bakterier och andra mikroorganismer användas för att tillverka biobränsle, i så kallade mikrobiella biobränsleceller. Av speciellt intresse i energisammanhang är de fotosyntetiserande bakterierna. Om de fästs på en elektrod kan de ge ström när de belyses. Detta har Lo Gorton och hans kollegor visat i tidigare studier.
Fördjupad kunskap om bakterier har även betydelse vad gäller möjligheten att använda dem för att exempelvis rena avloppsvatten, att tillverka svårsyntetiserade molekyler eller att reducera koldioxid till en mer användbar form.
Den aktuella studien har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Advanced Energy Materials.

Filed under: SvenskTeknik