Mor Bakteriler Atık Sudan Hidrojen Üretiyor

Evsel ve endüstriyel atık sular, biyoyakıt(örn:hidrojen) üretminde  ve doğru ekstraksiyon metodu bulunursa karbonun geri kazanılmasında kullanılabilecek organik substratlar ve besin maddeleri içerir. İspanya’daki bir araştırma ekibi şimdi elektrik akımı uygulandığında kızılötesi ışıktan enerji depolayabilen mor fototrofik bakterileri kullanılan böyle bir yöntem öne sürdü.

Madrid’deki King Juan Carlos Üniversitesi’nden (URJC) ortak ekip lideri Daniel Puyol’u  bu mikroorganizmaların elektrik üretimi için hidrojen gazı üretirken, her türlü organik atıktan yaklaşık% 100 karbon elde edebildiğini açıklıyor.

Mor Bakteri

Mor fototrofik bakteriler, çeşitli enzimler tarafından katalize edilen, büyük karbon, azot, kükürt, fosfor ve demir yollarını içeren kompleks metabolik sistemleri sayesinde çok yönlüdür. Karotenoidlerden ve bakteriyoklorofillerden oluşan foto sistemi ile kızılötesi enerjiyi emerler. Bu, biyo-hidrojen gibi biyo-yakıtlar, PHA gibi biyo-plastikler ve hatta tek hücreli proteinler gibi değerli ürünlerin atık maddeler kullanılarak ekstrakte edilebileceği anlamına gelir.

Bununla birlikte, elde edilen son ürün, bakterilerin kendilerini bulduğu çevresel koşullara bağlıdır. Bunlar, aldıkları IR ışığının yoğunluğunu, çevre sıcaklığını ve besin konsantrasyonunu içerir.

Deneylerinde, araştırmacılar bakterilerin metabolizmasını farklı son uygulamalara ayarlamak için bu koşulları değiştirmiştir. Örneğin, azot bakımından zengin atıklar, bakterilerin daha sonra hayvansal gıda katkı maddesi olarak kullanılabilecek, yüksek protein içeriğine sahip biyokütle üretmelerine yardımcı olur. Organik atık içermeyen atıklarda, bakteriler büyük miktarlarda PHA (ağırlıkça% 70-90’a kadar) biriktirebilir ve dolayısıyla plastik üretimi için fosil yakıtlara ilgi çekici bir alternatiftir.

Atık bir çok organik madde içerdiğinde (bütirat gibi) bir elektrik akımı uygulayarak, temiz ve yenilenebilir bir biyo-yakıt olan biyojenik hidrojen üretmek için kullanılabilir. Alcala Üniversitesi’nden ekip lideri Abraham Esteve-Nuñez, “Yaklaşımımız için benzersiz olan, mor bakterilerden elde edilen ürünleri optimize etmek için bu elektrik akımını kullanmamız” diyor ve “Bu mümkün, çünkü farklı metabolik yollar elektron kaynağı gerektiren biyoelektrokimyasal reaksiyonlara dayanıyor.” Diye ekliyor. 

Hidrojenlerin Bakteri Üretme Kapasitesinin Analizi

Araştırmacılar, farklı azot ve karbon kaynakları içeren çeşitli besin kültürlerinde yetiştirildiğinde mor bakterilerin hidrojen üretme kapasitelerini analiz ederek elde ettiler. Test numunelerini URJC’deki pilot ölçekli atık su arıtma tesisinden alınan ve atık su etkisinden arttırılmış bir bakteri kültürü ile aşılamıştır. Ardından da kültürler IR ışınlarına maruz bırakılmıştır.

Ekip, maksimum miktarda hidrojen üretiminin malik asit ve Na-glutamat karışımı kullanılarak elde edildiğini ve bu karışımın da CO2 üretimini en aza indirdiğini buldu. Ayrıca, elektrotlar kültüre bağlandığında, bakterilerin yine önemli miktarda hidrojen ürettiğini (negatif elektrot veya katod tarafından üretilen elektronları yakalayarak), ancak ihmal edilebilir CO2 izlerini bulduğunu da buldu.

Esteve-Nuñez, “Bu sonuç, bakterilerin fotosentez yoluyla organik bileşiklerden daha fazla karbon elde etmek için katotla etkileşime girebileceğini(elektron çıkarmak için) de ortaya koyuyor” diyor ve“Bu, bir elektrotun etkileşimine bağlı olarak bir fototrofun metabolizmasının uyarıldığının ilk göstergesi idi.” Şeklinde ekleme yapıyor.

Kaynak : physicsworld.com