Bakterier æder elektricitet - og omdanner det til biobrændsel

Forestil dig en bakterie, som kan spise overskudselektriciteten fra vedvarende energikilder som vindmøller og solceller og bruge det til at omdanne CO2 til alt fra biobrændsel og dyrefoder til plastik.

Det kan måske lyde som dårlig science fiction, men det er ikke desto mindre, hvad danske forskere fra Syddansk Universitet arbejder på at skabe.

Ideen er sågar ikke så tosset, som man umiddelbart kunne fristes til at tro. De science fiction-agtige bakterier findes nemlig allerede. I dag kan de dog kun lave elektricitet og CO2 om til metan og acetat.

Forskerne fra SDU har dog planer om, at de ved hjælp af små genetiske tryllekunster kan omdanne bakterierne til minifabrikker, der kan lave alle tænkelige organiske produkter.

»Vi er i øjeblikket ved at løbe tør for fossile brændstoffer. Samtidig har vi en masse overskudselektricitet fra vedvarende energikilder, og vi har også rigeligt med CO2. Tanken er derfor at bruge de her unikke bakterier til at omdanne CO2 og overskudselektricitet til forskellige organiske produkter. Det er et spørgsmål om at omdanne spildprodukterne til en masse nyttige ting for at spare på Jordens ressourcer,« fortæller postdoc Amelia-Elena Rotaru fra Nordic Center for Earth Evolution (Nordcee) ved Syddansk Universitet.

Sådan spiser bakterier elektricitet

Forskellige organismer har evnen til at bruge elektricitet i deres metabolisme.

Organismerne er bakterier eller de bakterielignende arkæer, der i naturen bruger brint som energikilde på samme måde, som vi bruger lasagne og saftevand til at holde vores motorer i gang.

Når bakterierne piller brint fra hinanden, står de tilbage med protoner og elektroner, og det adskiller sig ikke synderligt fra en væske, hvor en elektrode med en elektrisk strøm er sat ned i.

Derfor kan disse unikke organismer lige så vel leve af elektricitet, som de kan af brint.

Bakterier producerer stoffer, vi kan bruge

Netop metabolismen gør bakterierne interessante ud fra et økonomisk og samfundsmæssigt synspunkt.

På nuværende tidspunkt kender forskerne til bakterier, som gennem deres metabolisme producerer bakterielle spildprodukter som acetat, metan og etanol.

Disse produkter kan meget vel være spildprodukter for bakterierne, men de kan være interessante for mennesker – specielt, hvis forskerne kan pille lidt ved bakteriernes genetik, så de laver lidt andre produkter.

»Der skal faktisk ikke pilles særligt meget ved bakteriernes genetik, før de forhåbentlig kan lave butanol i stedet for etanol. I det store hele vil det formentlig ikke være særlig problematisk at skifte forskellige gener ud, så vi får bakterierne til at producere netop det, vi gerne vil have. Det er ret standard med mange andre bakterier, og med de her bakterier er potentialet kæmpestort,« forklarer Amelia-Elena Rotaru.

»Det er kun fantasien, der sætter grænsen«

Amelia-Elena Rotaru fortæller, at produktmulighederne fra de elektricitetsædende bakterier er uendelige. Hvis det er organisk, kan det formentlig laves af bakterierne.

Det store mål er først og fremmest at få lavet butanol, da det er et bedre biobrændsel end eksempelvis etanol. Det vil også være et forskningsmæssigt ’proof of concept’ (forskerne viser, at deres idé kan lade sig gøre).

Samtidig vil produktion af biobrændsel i elektricitetsædende bakterier ikke kræve store landbrugsområder, som for eksempel biobrændsel fra plantemateriale kræver.

»Vi kan koble tanke med bakterier til eksempelvis vindmøller og solcelleanlæg. Det vil gøre, at når der ikke er aftagere til strømmen, går den direkte ned i tankene, hvor bakterierne begynder at lave butanol. Det er en smart måde at lagre overskudsenergi i noget brugbart,« siger Amelia-Elena Rotaru.

Men der er også andre muligheder for at udnytte bakteriernes særlige evne. Blandt andet forestiller Amelia-Elena Rotaru sig, at bakterierne kan bruges til at omdanne overskudselektricitet til aminosyrer til dyrefoder.

Dyrefoder til grise tilsættes som eksempel aminosyren lysin. Det vil man uden de større problemer kunne få bakterierne til at producere.

En anden mulighed er at få bakterierne til at lave bioplastik.

»Det handler om at samle overskudselektriciteten og bruge den til noget brugbart, og det er kun fantasien, der sætter grænsen,« siger Amelia-Elena Rotaru.

Forskningen er i gang

Før vi kommer dertil, hvor bakterierne kan blive brugt kommercielt, skal forskerne dog først have helt styr på, hvordan bakterierne helt præcis omdanner elektriciteten til andre produkter, og hvordan forskerne kan manipulere med bakteriernes gener, så forskerne selv kan bestemme, hvad de vil have ud af deres små mikrober.

Begge dele indgår i Amelia-Elena Rotarus forskning.