Бактерии, окисляющие железо, можно выращивать при помощи электричества

Источник: jaysan.ru

Железобактерии встречаются практически по всему миру, там, где аэробная среда (с избытком кислорода) соприкасается с анаэробной средой (недостаток кислорода). Такие микробы играют значительную роль в круговороте железа. Их деятельность способствует коррозии разнообразных металлических конструкций — трубопроводов, мостов, причалов и кораблей. Окисление двухвалентного железа Fe (II) до трехвалентного Fe (III) дает микробам энергию, которую они тратят на захват и переработку диоксида углерода. Но такой способ жизнеобеспечения малоэффективен, поэтому бактерии вынуждены окислять большое количество железа. Ученые университета Миннесоты (США) решили «обмануть» микробы, предоставив им вместо железа электричество.

Как отметил руководитель исследовательской группы Дэниел Бонд, такая методика в будущем позволила бы превращать электроэнергию в биотопливо при помощи бактерий. Ученые предположили, что бактерии проводят реакцию окисления на своей поверхности. В этом случае наружная оболочка микробов должна быть покрыта белками, которые взаимодействуют с двухвалентным железом и получают от него свободные электроны. Если же снабдить бактерии стабильным источником электронов, то железо им не понадобится (методика электрохимического выращивания). Г-н Бонд и его коллеги Зарат Саммерс и Джеффри Гралник разместили железобактерии Mariprofundus ferrooxydans PV-1 в непосредственной близости к электроду.

Электрод был специально настроен таким образом, чтобы обеспечивать поток электронов с таким же потенциалом, какой характерен для процесса окисления двухвалентного железа. Этот трюк сработал: бактерии начали активно расти и размножаться, и образовали пленку на поверхности электрода. По словам г-на Бонда, все микробы являются специалистами по захвату углекислого газа. Через какое-то время железобактерии могут стать инструментом для превращения электричества, полученного от возобновляемых источников (ветра, солнечных лучей и пр.) в топливо. То есть энергия — некая эфемерная субстанция — может превратиться в реальный продукт, который можно хранить в обычных резервуарах. Правда, для воплощения проекта в жизнь ученым предстоит проделать еще долгий путь. Но первый шаг на этом пути уже сделан.