Depuis 1911, lorsque le mycologue britannique Michael Chris Potter l’a remarqué La levure de bière produit de l’électricitéLes scientifiques essayaient d’exploiter la puissance de… Piles à combustible microbiennes.
Mais les petits « bioréacteurs » émergents étaient tout aussi efficaces Trop faible pour une utilisation pratique. De plus, il a été démontré que les microbes peuvent être étonnamment sélectifs quant aux substrats qu’ils digèrent pour produire de l’électricité.
Aujourd’hui, une équipe de chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a mis au point l’un des types de bactéries les plus courants, Escherichia coliProduire de l’électricité à partir des eaux usées des brasseries – les dernières souches de bio-ingénierie l’ont surpassé.
« Bien qu’il existe des microbes extraterrestres qui produisent naturellement de l’électricité, ils ne peuvent le faire qu’en présence de produits chimiques spécifiques. » Il explique Auteur principal et ingénieur chimiste Ardemis Bogosyan, de l’EPFL.
« bactérie coli Elle peut se développer à partir d’un large éventail de sources, ce qui nous a permis de produire de l’électricité dans un large éventail d’environnements, y compris les eaux usées.
Promouvoir Escherichia coli La capacité de produire de l’électricité, les chercheurs ont modifié son génome pour inclure des instructions spéciales à cet effet Complexes protéiques Je l’ai trouvé dans Shewanella oneidensisl’un des générateurs d’électricité bactériens les plus connus.
S.oneidensis Il produit un flux d’électrons lorsqu’il réduit les métaux, un signal électrique qui a été utilisé, par exemple Détection de métaux toxiques Comme l’arsenic dans les systèmes prototypes.
En intégrant tous les composants S. oneidensis Chemin de production d’électricité bactérie coliMohamed Mohib, auteur principal de l’étude, Boghossian et ses collègues ont multiplié par deux l’activité électrique par rapport à Variétés anciennement conçues (Qui ne comprenait qu’une partie de S.oneidensis un chemin).
Cependant, ces expériences ont été réalisées dans une seule pièce dans des conditions de laboratoire. Le véritable test de toute technologie potentielle est de savoir si elle est capable de fonctionner dans des environnements industriels.
J’ai exploré des recherches antérieures Utiliser des algues Dans le traitement des eaux usées de brasserie. Les brasseries doivent traiter l’eau qu’elles utilisent pour laver les grains et rincer les réservoirs avant de s’en débarrasser, car elle contient un mélange capiteux de sucres, d’amidons, d’alcools et de levures qui peuvent engendrer des microbes indésirables s’ils sont rejetés sans traitement.
L’équipe les a donc testés bactérie coli Sur un échantillon d’eaux usées collecté dans une brasserie locale à Lausanne, en Suisse, les bactéries modifiées l’ont dévoré avec joie pendant 50 heures.
« Nos bactéries électriques issues de la bio-ingénierie ont pu prospérer de façon exponentielle en se nourrissant de ces déchets. » Il dit Bogosian, tandis que S.oneidensisutilisés à titre de comparaison, n’ont pas pu digérer les effluents mélangés.
Cela rend l’ingénieur bactérie coli Beaucoup plus adapté au traitement des eaux usées industrielles, même si sa capacité à produire de l’électricité est encore plus lente que S.oneidensis, Les chercheurs disent.
Escherichia coli L’appétit pour différents substrats chimiques signifie également que les bactéries modifiées peuvent s’adapter aux flux de déchets et autres matières premières.
Cependant, les chercheurs devront vérifier si ces gènes sont modifiés bactérie coli Des quantités industrielles peuvent être traitées. Si tel est le cas, des économies d’énergie significatives pourraient être réalisées.
« Au lieu d’investir de l’énergie dans le système pour traiter les déchets organiques, nous produisons de l’électricité et traitons les déchets organiques en même temps, ce qui fait d’une pierre deux coups. » Il dit Boghossien.
L’étude a été publiée dans Jules.
