Varmt och salt avloppsvatten är en biprodukt från många industrier, inklusive olje- och gasproduktion, skaldjursbearbetning och textilfärgning. KAUST -forskare undersöker sätt att avgifta sådant avloppsvatten samtidigt som de genererar el. De använder bakterier med anmärkningsvärda egenskaper:förmågan att överföra elektroner utanför sina celler (exoelektrogener) och förmågan att motstå extrema temperaturer och salthalt (extremofiler).

Forskarna, ledd av Pascal Saikaly, använt vatten som samlats upp från tre saltvattenbassänger i Röda havet för att fylla prototyp av mikrobiella elektrolysceller (MEC), även känd som bränsleceller. "Rödhavets saltlake pooler är bra ställen att hitta extremofila bakterier eftersom de är bland världens mest extrema naturmiljöer, med salthalt upp till 25% och temperaturer högre än 46 ° C, "förklarar huvudförfattare och tidigare doktorand och postdoc i KAUST, Noura Shehab. "Dock, deras potential för elproduktion har inte tidigare undersökts. "

Vanligtvis, MEC har form av glasflaskor, som är fyllda med avloppsvatten, och innehåller sterila grafiter och elektroder av rostfritt stål. "Alla exoelektrogena bakterier som finns kan oxidera organiskt material i avloppsvattnet, genererar elektroner som transporteras till den positiva elektroden. När en liten spänning appliceras på systemet, elektronerna kombineras med protoner i vattnet vid den negativa elektroden, producerar vätgas, "förklarar medförfattaren Krishna Katuri. Således, de rengör samtidigt vattnet och genererar väte, en ren, transportabelt bränsle.

I den här studien, MEC med vatten från en saltlake pool, Valdivia, genererat en stabil elektrisk ström i nästan två månader, tål temperaturer på 70 ° C och 25% salthalt. Genetisk analys av biofilmen av mikroorganismer som koloniserade anoden visade en hög andel av släktet Bacterioides och betydligt fler av dessa bakterier än som hittades i originalproven. Denna berikning av biofilmen av Bacterioides visar att medlemmar av detta släkt har en stark potential att trivas under extrema förhållanden, samtidigt som man genererar elektrisk ström.

Nu en chefsteknolog inom industrin, Shehab är stolt över denna första studie för att utforska saltvattenbassängerna i Röda havet som en ny källa till exoelektrogena bakterier. "Vi har inte bara visat att exoelektrogener finns i dessa miljöer, men också att de kan användas för att köra MEC under utmanande höga temperaturer och hög salthalt, " hon säger.

Forskarna undersöker nu sätt att berika MEC med andra bakterier som kallas elektrotrofer, som kan konsumera elektroner, även från Röda havet. "Dessa har potential att omvandla avfallsprodukter, som koldioxid, till värdefulla kemiska produkter, såsom metan och acetat, "förklarar Saikaly.