استفاده از باکتری «اشریشیا کلی» برای تولید برق!

تولید برق از فاضلاب، یکی از روش‌های بسیار جدیدی است که درصورت موفقیت‌آمیز بودن در ابعاد وسیع، کمک بزرگی به صرفه‌جویی انرژی خواهد کرد.

از سال ۱۹۱۱ تاکنون که قارچ‌شناسی بریتانیایی به‌نام مایکل کرسه پاتر به این نکته پی برد که مخمر آبجو برق تولید می‌کند، دانشمندان درتلاش بودند تا از قدرت پیل‌های سوختی میکروبی برای تولید الکتریسیته استفاده کنند؛ اما بازده این رآکتورهای زیستی کوچک و تازه‌کار برای استفاده‌ی عملی بسیار ناچیز به‌شمار می‌رود. علاوه‌براین به‌نظر می‌رسد که میکروب‌ها ممکن است به‌طرز شگفت‌انگیزی در انتخاب موادی که از هضم آن‌ها برای تولید الکتریسیته استفاده می‌کنند سخت‌گیر باشند.

به‌نقل از ساینس آلرت، درحال‌حاضر تیمی از محققان مؤسسه‌ی فناوری فدرال لوزان سوئیس (EPFL) یکی از رایج‌ترین گونه‌های باکتری به‌نام اشریشیا کُلی (E.coli) را برای تولید برق از فاضلاب کارخانه‌های آبجوسازی مهندسی کرده‌اند. این روش پژوهشگران از جدیدترین گونه‌های مهندسی زیستی پیشی گرفته است.

آردمیس بوقوسیان، مهندس شیمی از EPFL و یکی از نویسندگان مقاله می‌گوید: «میکروب‌های عجیب‌وغریبی وجود دارند که به‌طور طبیعی الکتریسیته تولید می‌کنند؛ اما آن‌ها این‌کار را فقط درحضور مواد شیمیایی خاص انجام می‌دهند. E.coli می‌تواند در طیف گسترده‌ای از منابع رشد کند و این موضوع به ما اجازه می‌دهد تا در محیط‌های مختلفی مانند فاضلاب‌ها، الکتریسیته تولید کنیم.»

محققان برای تقویت توانایی E.coli در تولید برق، ژنوم این باکتری را اصلاح کردند تا دستورالعمل‌های مخصوص مجتمع‌های پروتئینی موجود در یکی از شناخته‌شده‌ترین مولدهای برق باکتریایی به‌نام شوانلا انیدنسیس (Shewanella oneidensis) را دربرگیرد. شوانلا انیدنسیس وقتی فلزات را کاهش می‌دهد، جریانی از الکترون تولید می‌کند. این سیگنال الکتریکی به‌عنوان مثال برای شناسایی فلزات سنگین مانند آرسنیک در سیستم‌های نمونه‌ی اولیه استفاده می‌شود.

محمد محب، نویسنده‌ی ارشد مطالعه‌ی اخیر و همکارانش، با ترکیب تمام اجزای مسیر تولید الکتریسیته‌ی شوانلا انیدنسیس در باکتری اشریشیا کلی توانستند فعالیت الکتریکی آن را نسبت به گونه‌های مهندسی‌شده قبلی که تنها بخشی از مسیر شوانلا انیدنسیس را شامل می‌شد، دو برابر افزایش دهند.

با وجود نتایج امیدوارکننده آزمایش اخیر، این آزمون در یک اتاقک و در شرایط آزمایشگاهی انجام شد. آزمون واقعی برای هر فناوری بالقوه باید نمایش کاربرد واقعی آن فناوری در محیط‌های صنعتی باشد.