Создана бактерия - потенциальный источник энергии

Ученые создали бактерию, которая производит потенциальный источник топлива из солнечного света, углекислого газа и воды. Так называемые «киборги» генерируют уксусную кислоту, — химикат, который можно переработать в топливо и пластик. 

Во время лабораторных экспериментов бактерия оказалась намного более эффективной в поглощении солнечного света, чем растения. Работу представили на встрече Американского химического сообщества в Вашингтоне.

Исследователи пытались искусственно воспроизвести фотосинтез многие годы. В природе зеленый пигмент хлорофилл — основной элемент этого процесса. Благодаря солнечному свету, он помогает растениям превращать углекислый газ и воду в кислород и глюкозу. Хотя это работает, ученые говорят, что процесс относительно неэффективен. Такова же проблема большей части искусственных систем, разработанных на данный момент.

Новый подход имеет целью улучшить производительность, по сути, оборудовав бактерию солнечными панелями. Изучив старую литературу по микробиологии, исследователи поняли, что некоторые бактерии обладают естественной защитой от кадмия, ртути или свинца, которая позволяет им превращать тяжелые металлы в неорганические сульфиды. Результатом трансформации становятся крошечные кристальные полупроводники на поверхности микроорганизма.

«Это до стыдного просто, мы приспособили естественную способность этих бактерий, на которых никогда не смотрели с этого ракурса», — говорит Келси Сакимото из Гарвардского университета (США). «Мы выращиваем бактерии и вводим небольшое количество кадмия, а они производят кристаллы сульфида кадмия, которые потом скапливаются вне их тел. Растить их надо в жидком бульоне и просто добавлять небольшие аликвоты раствора кадмия, ждать пару дней, и появятся эти фотосинтетические организмы».

Эти недавно ставшие популярными бактерии производят уксусную кислоту, в сущности, уксус из CO2, воды и света. Их производительность — около 80 %, что в 4 раза выше уровня коммерческих солнечных панелей и в 6 раз выше уровня хлорофилла.

Сакимото верит, что эти бактерии имеют преимущества перед другими методами производства зеленой энергии от биологических источников. Другие технологии для искусственного фотосинтеза требуют дорогих твердых электродов. «Киборги» же нуждаются только в огромных резервуарах жидкости, которые должны находиться на Солнце — бактерии самовоспроизводятся и самовосстанавливаются, что делает технологию низкоотходной. Она подойдет для сельской местности или развивающихся стран.

Исследовательская работа была проведена в Калифорнийском университете в Беркли. Далее ученые будут искать более безвредные светопоглотители, чем сульфид кадмия.