Wetenschappers hebben een bacterie gemaakt die een potentiële brandstofbron vormt uit zonlicht, kooldioxide en water. De zogenaamde "cyborgs" genereren azijnzuur, een chemische stof die kan worden omgezet in brandstof en plastic.
In laboratoriumexperimenten bleken bacteriën veel efficiënter in het absorberen van zonlicht dan planten. Het werk werd gepresenteerd tijdens een bijeenkomst van de American Chemical Society in Washington.
Onderzoekers hebben jarenlang geprobeerd om fotosynthese kunstmatig te repliceren. In de natuur is het groene pigment chlorofyl het belangrijkste element van dit proces. Dankzij zonlicht helpt het planten kooldioxide en water om te zetten in zuurstof en glucose. Hoewel het werkt, zeggen wetenschappers dat het proces relatief ineffectief is. Dit is hetzelfde probleem met de meeste tot nu toe ontwikkelde kunstmatige systemen.
De nieuwe aanpak heeft tot doel de prestaties te verbeteren door bacteriën in wezen uit te rusten met zonnepanelen. Na het bestuderen van de oude microbiologische literatuur, realiseerden de onderzoekers zich dat sommige bacteriën een natuurlijke afweer hebben tegen cadmium, kwik of lood, waardoor ze zware metalen kunnen omzetten in anorganische sulfiden. De transformatie resulteert in minuscule kristallijne halfgeleiders op het oppervlak van het micro-organisme.
"Het is beschamend eenvoudig, we hebben het natuurlijke vermogen van deze bacteriën aangepast, die nog nooit vanuit deze hoek zijn bekeken", zegt Kelsey Sakimoto van Harvard University (VS). “We kweken bacteriën en injecteren kleine hoeveelheden cadmium, en ze produceren cadmiumsulfidekristallen die zich vervolgens ophopen buiten hun lichaam. Kweek ze in een vloeibare bouillon en voeg gewoon kleine hoeveelheden cadmiumoplossing toe, wacht een paar dagen en deze fotosynthetische organismen zullen verschijnen."
Deze nieuwe populaire bacteriën produceren azijnzuur, in wezen azijn, uit CO2, water en licht. Hun productiviteit is ongeveer 80%, wat 4 keer hoger is dan bij commerciële zonnepanelen en 6 keer hoger dan bij chlorofyl.
Sakimoto gelooft dat deze bacteriën voordelen hebben ten opzichte van andere methoden om groene energie uit biologische bronnen te produceren. Andere technologieën voor kunstmatige fotosynthese vereisen dure vaste elektroden. Cyborgs hebben daarentegen alleen enorme vloeistofreservoirs nodig, die in de zon moeten staan - bacteriën planten zich voort en repareren zichzelf, waardoor de technologie weinig afval oplevert. Het is geschikt voor landelijke gebieden of ontwikkelingslanden.
Promotie video:
Het onderzoek werd uitgevoerd aan de University of California, Berkeley. Vervolgens zullen wetenschappers op zoek gaan naar meer onschadelijke lichtabsorbeerders dan cadmiumsulfide.
