I fremtiden skal rensningsanlæggene ikke kun sikre rent vand i vandhaner og brusehoveder. Måske skal de også være kraftværker, hvor store farme af bakterier producerer klimavenlig strøm.
Franske forskere har nemlig fået den dødbringende E.coli-bakterie til at generere strøm i et bassin med spildevand.
I naturen findes der mikrober, som producerer strøm, men kun i kombination med nogle specifikke kemikalier i helt særlige miljøer.
Det nye gennembrud baner vejen for, at bakterier kan bruges til at producere klimavenlig strøm på meget større skala.
Mikrober spiser metal og ånder strøm
En af de bakterier, som kan generere strøm gennem såkaldt ekstracellulær elektronoverførsel (EET), er Shewanella oneidensis MR-1.
Bakteriens celler optager partikler fra bl.a. tungmetaller, som den bruger som næring. Restproduktet af cellens måltid er elektroner, som den skyder fra sig igen, og det kan skabe
elektricitet. Men bakteriens celler er ikke gode til at lede strøm, og den biokemiske proces er derfor ikke specielt effektiv.
I det nye eksperiment modificerede forskerne dele af E.coli-bakteriernes celler, så de lignede Shewanellaens. De trykkede bl.a. på den genetiske tænd-knap for et protein i cellekernen, der er med til at transportere forskellige stoffer ind og ud af cellens indre.
Ifølge studiet, der er offentliggjort i tidsskriftet Joule, var forskerne i stand til at skabe en komplet EET-vej ind og ud af E. coli-bakterierne – en banebrydende præstation, ingen andre tidligere har haft held med.
Det gjorde de dødbringende bakterier til elektriske mikrober, der kan lave elektricitet af flere forskellige kemiske stoffer og er tre gange så effektive som andre el-bakterier.
Bestand voksede eksponentielt
Den nye undersøgelse, der er udkommet i tidsskriftet Joule, baner ifølge forskerne vejen for, at E.coli-bakterier kan forvandle skadelige tungmetaller i spildevand til vedvarende energi.
"E. coli kan vokse på en bred vifte af kilder, hvilket gjorde det muligt for os at producere elektricitet i en række forskellige miljøer, herunder fra spildevand,” forklarer professor Ardemis Boghossian.
I modsætning til andre elektriske mikrober, der ikke kan overleve i affaldsvandet, stortrivedes de modificerede E.coli-bakterier, og deres bestand voksede eksponentielt.
"I stedet for at bruge energi til på at behandle organisk affald producerer vi elektricitet samtidig med, at vi behandler organisk affald, og slår dermed to fluer med ét smæk,” jubler professor Boghossian.
Men potentialet for den nye teknologi kan være endnu større, håber forskerne.
E.coli-bakteriens genetik gør, at den kan modificeres og tilpasses mange forskellige miljøer og optage en bred vifte af kemiske stoffer, hvilket gør den til et alsidigt værktøj i udviklingen af bæredygtig teknologi.