Prąd z metanu - mikrobiologiczne ogniwo paliwowe

Przesył metanu (głównego składnika wydobywanego powszechnie gazu ziemnego) na duże odległości jest związany ze stratami. Po pierwsze ulatniający się do atmosfery metan jest powodem strat ekonomicznych, a po drugie przyczynia się do pogłębiania zjawiska ocieplania klimatu, ponieważ gaz ten znacznie bardziej destrukcyjne oddziałuje na atmosferę niż dwutlenek węgla (CO₂).

fot. Penn State UniversityMiędzynarodowy zespół naukowców Penn State University wykonał pierwszy krok w zakresie przetwarzania metanu bezpośrednio na energię elektryczną za pośrednictwem bakterii

Między innymi z tych powodów i z pewnością z uwagi na duże zapotrzebowanie na tego typu technologie związane z ogromnym wydobyciem gazu z pokładów łupkowych właśnie w USA zrodziła się koncepcja przetwarzania gazu ziemnego w miejscu jego wydobycia od razu po opuszczeniu odwiertu. Tematem zajął się międzynarodowy zespół naukowców na uniwersytecie Penn State w Pensylwanii

Naukowcy wiedzieli, że w morskich głębinach żyją bakterie zdolne do wytwarzania energetycznych enzymów z metanu. Problemem okazały się warunki, w których żyją te bakterie. Ich odwzorowanie w warunkach laboratoryjnych jest bardzo trudne.

W wyniku badań na tymi bakteriami udało się wyodrębnić ich DNA i przenieść umiejętności syntezy metanu do innych drobnoustrojów, żyjących w naszym najbliższym otoczeniu. Udało się stworzyć całą kolonię takich bakterii, które współpracują z innymi drobnoustrojami. Ich praca wzajemnie się uzupełnia.

Zadaniem bakterii jest wychwytywanie metanu i jego rozkładanie z wykorzystaniem enzymu z innych mikroorganizmów. Końcowym etapem jest wychwycenie powstających elektronów.

Najważniejsze okazało się jednak dobranie optymalnych dla wydajności procesu przekształcania metanu w napięcie elektryczne ilości poszczególnych typów bakterii. Wydajność całego procesu udało się podnieść przez dodanie mikroorganizmów wykorzystywanych w oczyszczalniach do rozkładania ścieków komunalnych. Dzięki nim wytwarzane elektrony zostają bardzo sprawnie przenoszone do elektrody ogniwa.