Производство электроэнергии из сточных вод — новая технология на грани с биологией

Ученые успешно разработали бактерии E. coli для выработки электроэнергии, предлагая потенциальные достижения в области управления отходами, производства энергии и других биоэлектрических приложений.

Производство электроэнергии из сточных вод — новая технология на грани с биологией

Ученые преобразовали бактерии E. coli, широко используемые в биологических исследованиях, в электроактивные организмы, способные генерировать электроэнергию через процесс, известный как внеклеточный перенос электронов (EET). Группа исследователей из EPFL создала усовершенствованные бактерии E. coli, которые демонстрируют высокую эффективность в производстве электричества, используя разнообразные органические субстраты, в отличие от предыдущих методов, требовавших специальных химических соединений для этой цели.

Одним из ключевых элементов этого исследования является разработка полного механизма внеклеточного переноса электронов (EET) внутри бактерий E. coli, что ранее не удавалось. Ученые объединили компоненты, взятые из бактерии Shewanella oneidensis MR-1, известной своей способностью генерировать электроэнергию, создав оптимизированный механизм, охватывающий как внутренние, так и внешние мембраны клеток. Этот новый подход превзошел предыдущие частичные методы и привел к трехкратному увеличению производства электричества по сравнению с традиционными стратегиями.

Данные исследования, опубликованные 8 сентября в журнале Joule, представляют значительный прорыв в области биоэлектроники, открывая новые возможности для использования обычных бактерий E. coli в генерации электроэнергии. Этот новый подход обещает революционизировать область обработки отходов и производства энергии, позволяя генерировать электроэнергию и одновременно перерабатывать органические отходы, что делает его потенциально значимым и в экологическом, и в энергетическом смысле.

Усовершенствованные бактерии E. coli продемонстрировали свою эффективность в различных средах, включая сточные воды, собранные на пивоварне. В то время как экзотические электрические микробы не смогли выжить в такой среде, модифицированные бактерии E. coli процветали, что указывает на их потенциал для широкомасштабной переработки отходов и производства энергии.

Этот прорыв также открывает двери для использования бактерий E. coli в других областях, таких как микробные топливные элементы, электросинтез и биосенсоры. Благодаря генетической гибкости этих бактерий, их можно адаптировать к различным условиям и исходным материалам, что делает их многообещающими инструментами для разработки устойчивых и эффективных технологий.

Авторы работы подчеркивают, что результаты исследования имеют важное значение, так как они расширяют горизонты в области биоэлектрических бактерий и могут привести к новым практическим применениям в будущем.

Читайте также

Китайский исследователь с помощью ChatGPT решил математическую задачу, над которой бились более 20 лет

Китайский исследователь с помощью ChatGPT решил математическую задачу, над которой бились более 20 лет

Мужчина спрятал инструкции для ИИ в судебных документах и получил запрет на электронную подачу

Мужчина спрятал инструкции для ИИ в судебных документах и получил запрет на электронную подачу

США и Япония хотят добывать редкоземельные металлы на глубине 6 км

США и Япония хотят добывать редкоземельные металлы на глубине 6 км

В России создали искусственное ухо с помощью гибридной 3D-биопечати

В России создали искусственное ухо с помощью гибридной 3D-биопечати

В Китае создали простую роборуку BioflexBot, которая оказалась гибче человеческой

В Китае создали простую роборуку BioflexBot, которая оказалась гибче человеческой

ИИ помог найти опасную уязвимость Zoom всего за 20 запросов

ИИ помог найти опасную уязвимость Zoom всего за 20 запросов

Цифровые двойники помогут наделить вагон-термос беспрецедентными свойствами

Цифровые двойники помогут наделить вагон-термос беспрецедентными свойствами

В МАИ научили дроны видеть препятствия и думать самостоятельно

В МАИ научили дроны видеть препятствия и думать самостоятельно

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

Падение ступени Falcon 9 на Луну подняло вопрос о космическом мусоре

Падение ступени Falcon 9 на Луну подняло вопрос о космическом мусоре

Спутник CosmoCube размером с чемодан заглянет в «темные века» Вселенной

Спутник CosmoCube размером с чемодан заглянет в «темные века» Вселенной

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения