Elektriciteit die uit de zon of wind wordt gewonnen, kan door elkaar worden gebruikt met stroom uit steenkool- of aardoliebronnen. Of duurzaam geproduceerde elektriciteit kan worden omgezet in iets fysieks en nuttigs. Onderzoekers in Arts &Sciences aan de Washington University in St. Louis hebben ontdekt hoe ze elektriciteit kunnen voeden aan microben om echt groen te worden, biologisch afbreekbaar plastiek, zoals gerapporteerd in de Tijdschrift voor industriële microbiologie en biotechnologie.

"Terwijl onze planeet worstelt met ongebreidelde, op aardolie gebaseerd plastic gebruik en plastic afval, het vinden van duurzame manieren om bioplastics te maken wordt steeds belangrijker. We moeten nieuwe oplossingen vinden, " zei Arpita Bose, universitair docent biologie in Arts &Sciences.

Hernieuwbare energie is momenteel goed voor ongeveer 11% van het totale Amerikaanse energieverbruik en ongeveer 17% van de elektriciteitsopwekking.

Een van de belangrijkste problemen met hernieuwbare elektriciteit is de opslag van energie:hoe verzamelt u stroom die wordt opgewekt tijdens de zonnige en winderige uren, en houd het vast voor als het donker en stil is. Bioplastics zijn een goed gebruik voor die "extra" kracht van intermitterende bronnen, Bose suggereert - als alternatief voor batterijopslag, en in plaats van die energie te gebruiken om een ​​ander type brandstof te maken.

Haar laboratorium is een van de eersten die microbiële elektrosynthese gebruikt om een ​​polymeer genaamd polyhydroxybutyraat (PHB) uit elektriciteitsetende microben te halen. Het plastic dat ze maken is "duurzaam, CO2-neutraal en voordelig, ' zei Bos.

"Een van de grootste uitdagingen bij de productie van bioplastic is de input van het substraat, wat van invloed is op de kosten, " zei Tahina Ranaivoarisoa, een onderzoekstechnicus in het Bose-laboratorium en eerste auteur van het nieuwe artikel. "Een veelzijdige bacterie zoals R. palustris TIE-1 - die effectief alleen koolstofdioxide kan gebruiken, licht en elektronen uit elektriciteit of ijzer voor de productie van bioplastic - verbreedt de substraten die kunnen worden gebruikt bij de productie van bioplastic."

In een gerelateerd artikel in het tijdschrift Bio-elektrochemie , Het onderzoeksteam van Bose illustreerde hoe TIE-1 interageert met verschillende vormen van ijzer, terwijl het ook elektriciteit gebruikt als een bron van elektronen. De onderzoekers waren in staat om de productiesnelheden voor PHB te verbeteren door handmatig de elektroden te coaten die de microben gebruikten met een speciaal soort roest, waardoor hun elektriciteitsverbruik toenam.

Bose is van mening dat microbieel afgeleide bioplastics een toekomstige rol te spelen hebben in de ruimte, waar astronauten 3D-printertechnologie konden gebruiken om hun eigen gereedschap te maken in plaats van alles kant-en-klaar vanaf de aarde te vervoeren.

"Onze waarnemingen openen nieuwe deuren voor duurzame productie van bioplastic, niet alleen in omgevingen met beperkte hulpbronnen op aarde, maar ook tijdens ruimteverkenning en voor in-situ gebruik van hulpbronnen op andere planeten, ' zei Bos.