Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Bu bakterilerin sırrı, “hücre dışı elektron transferi” adı verilen biyolojik süreçte yatıyor. İnsan hücreleri enerji üretirken elektronları çoğunlukla oksijen gibi son elektron alıcılarına aktarırken, bazı bakteriler oksijen bulunmayan ortamlarda demir mineralleri veya başka dış yüzeyleri elektron alıcısı olarak kullanabiliyor. Geobacter türleri elektronların hücre dışına taşınmasında görev alan özel proteinler ve iletken yapılar kullanırken Shewanella türleri de dış zarlarındaki elektron taşıyıcı proteinler sayesinde benzer bir işlev gerçekleştirebiliyor. Böylece bakterilerin metabolik faaliyetleri ile elektriksel iletim arasında doğrudan bir bağlantı kurulabiliyor.

Araştırmacılar bu mekanizmayı mikrobiyal yakıt hücrelerinde kullanıyor. Sistemde bakteriler organik atıkları parçalarken açığa çıkan elektronları bir elektrota aktarıyor. Elektronlar dış devreden geçerek karşı elektroda ulaştığında elektrik akımı elde edilebiliyor. Bu yaklaşım özellikle atık su arıtımı açısından ilgi çekiyor çünkü mikroorganizmalar organik kirleticilerin parçalanmasına katkı sağlarken aynı süreçte elektrik de üretilebiliyor. Böylece normalde enerji tüketen bazı arıtma işlemlerinin enerji geri kazanımıyla desteklenmesi hedefleniyor.

Ancak bu teknoloji henüz şehirleri besleyebilecek ölçekte bir elektrik üretim yöntemi değil. Mikrobiyal yakıt hücrelerinin ürettiği güç çoğu uygulamada sınırlı kalıyor ve elektrot maliyetleri, iç direnç, mikrobiyal toplulukların kararlılığı ve büyük ölçekli sistemlerin verimliliği gibi önemli teknik sorunlar bulunuyor. Buna rağmen düşük enerji tüketen sensörler, çevresel izleme cihazları ve bazı özel atık su arıtma uygulamaları için potansiyel taşıyor. Araştırmanın ortaya koyduğu en ilginç gerçek ise şu: Elektrik üretmek için her zaman geleneksel bir jeneratöre ihtiyaç olmayabilir. Bazı mikroorganizmaların milyonlarca yıldır kullandığı doğal elektron transfer mekanizmaları, geleceğin biyolojik enerji teknolojilerine ilham verebilir.

Kaynak: https://pubs.acs.org/esthag/article-abstract/40/17/5181/3724082/Microbial-Fuel-Cells-Methodology-and-Technology?redirectedFrom=fulltext