Электричество из микроорганизмов

Фото: Pacific Northwest National Laboratory

Международная группа ученых приблизилась к созданию «биологической батарейки». Эксперименты показали, что белки, находящиеся в клеточных мембранах бактерий, могут производить электриче­ский ток, просто касаясь минерала или металла.

Биологи из университета Во­сточной Англии в Великобритании и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в США пришли к выводу, что бактерии, которые помещаются прямо на поверхности металла или минерала, способны передавать электрический заряд через клеточные мембраны. Это означает, что в будущем смогут создаваться эффективные топливные элементы — «биобатареи» на основе микробов.

В ходе эксперимента ученые создали синтетическую версию бактерии Shewanella oneidensis, являющейся частью семейства морских бактерий. Для этого специалисты поместили белки в липидный слой из пузырьков (он служил клеточной мембраной), а затем проверили, насколько хорошо электроны перемещаются между бактерией и железосодержащим минералом.

«Биологи давно знали, что бактерии могут передавать электроэнергию металлам, но ранее не было показано, как это происходит. В экспериментах мы использовали капсулы, содержащие искусственные доноры электричества (молекулярный водород, угарный газ, аммоний, нитрит, серу и т.п.), и мембраны, покрытые специфическим белком из бактерий, чтобы доказать, что контакт между мембраной бактерии и металлом может привести к необходимому результату», — рассказал РБК daily ведущий исследователь Том Кларк из Школы биологических наук Университета Восточной Англии.

По его словам, исследования с «биологическими батареями» проводятся уже не один десяток лет, но потребовалось немало времени, чтобы понять механизм их работы.

Эксперименты показали, что белки могут касаться поверхности минералов и производить электрический ток, а это означает, что бактерии способны проводить электричество через клеточные мембраны, находясь на поверхности металла или минерала.

«Биобатарейка» все еще нуждается в дополнительных улучшениях, чтобы конкурировать с другими возобновляемыми источниками энергии. Но некоторые инжиниринговые компании, работающие в промышленной сфере, ищут способы использования бактерий для сокращения расходов и одновременно генерации энергии», — добавил г-н Кларк.

Доктор наук Гейе Уайт из Университета Восточной Англии рассказала РБК daily, что «биобатарейки» содержат невредные бактерии, однако необходимы дополнительные исследования, прежде чем экологически чистое устройство будет коммерчески реализовано.

«Мы работали над этим ис­следованием в течение трех лет. В будущем мы могли бы создавать батареи, которые используют синтетические версии бактериальных механизмов», — добавила г-жа Уайт.

Исследователи планируют использовать «биобатарейки», чтобы питать различные электронные устройства, а также микросхемы.