Vědci vytvořili bakterie pokryté malými polovodiči, které vytvářejí potenciální zdroj paliva ze slunečního záření, oxidu uhličitého a vody.

Takzvané „bakterie-kyborgové“ produkují kyselinu octovou, chemickou látku, která může být přeměněna na palivo a plast.

V laboratorních experimentech se bakterie ukázaly mnohem účinnější při sběru slunečního světla než rostliny. Práce vědců byla představena na setkání  American Chemical Society ve Washingtonu.

Vědci se pokoušejí uměle napodobit fotosyntézu po mnoho let. V přírodě je k tomuto procesu klíčový zelený pigment chlorofyl, který pomáhá rostlinám přeměňovat oxid uhličitý a vodu pomocí slunečního světla na kyslík a glukózu.

Navzdory skutečnosti, že to v přírodě spolehlivě funguje, vědci tvrdí, že tento proces je poměrně neúčinný. To bylo také velkým problémem u většiny dosud vyvinutých umělých systémů.

Tento nový přístup se snaží zvýšit účinnost tím, že se v podstatě zaměřuje na vybavení bakterií solárními panely.

Vědci uvědomili, že některé bakterie mají přirozenou obranu vůči kadmiu, rtuti nebo olovu, která jim umožňuje přeměnit těžký kov na sulfid, který bakterie vylučují jako malý, krystalový polovodič na jejich povrchu.

„Je to hanebně jednoduché, využíváme přirozené schopnosti těchto bakterií, které nikdy nebyly zkoumány touto optikou,“ říká Kelsey Sakimoto z Harvard University v Massachusetts v USA.

„Pěstujeme je a zavádíme jim malé množství kadmia a ony samozřejmě produkují krystaly sulfidu kadmia, které se pak shlukují na vnější straně těla. Je to všechno velmi jednoduché, chemie mícháním v kotlíku.“

Tyto nově vznikající bakterie produkují kyselinu octovou, v podstatě ocet, z CO2, vody a světla. Proces má účinnost kolem 80 procent, což je čtyřnásobek úrovně komerčních solárních panelů a více než šestinásobek úrovně chlorofylu.

„Vybíráme tyto kyborgové bakterie a využíváme jejich schopnost vytvářet acetát, protože vytvářejí substrát, který pak můžeme využít k výrobě cennějších a zajímavějších produktů,“ říká Sakimoto.

Sakimoto se domnívá, že tyto bakterie nabízejí některé výhody oproti jiným způsobům, jak generovat zelenou energii z biologických zdrojů. Jiné techniky umělé fotosyntézy vyžadují nákladné pevné elektrody. Využití kyborgových bakterií vyžaduje pouze velké zásobníky kapaliny, které se udržují na slunci – bakterie se samy replikují a samy se regenerují, což znamená potenciálně nízkou technologii odpadu. To by mohlo fungovat nejlépe ve venkovských oblastech nebo v rozvojovém světě.

Vědci se domnívají, že ačkoli jejich přístup znamená důležitý nový krok, nemusí to být nakonec tato technologie, která převládne. Výzkum teprve začíná a zkoumají se různé způsoby, jak lze kombinovat chemii a biologii. Kelsey Sakimoto říká, že se možná objeví nějaká další technologie, která bude lepší než tento systém.

(Zpracováno podle BBC.)

Jan Jandourek