In recente jaren, onderzoekers hebben geprobeerd de elektrische stroom te vangen die bacteriën genereren door middel van metabolisme. Tot dusver, echter, de overdracht van stroom van de bacteriën naar een ontvangende elektrode is zeer inefficiënt geweest. Nutsvoorzieningen, onderzoekers van instellingen, waaronder de Universiteit van Lund, hebben een iets efficiëntere overdracht van elektrische stroom bereikt.

Een van de grootste uitdagingen van de samenleving is om te voorzien in de behoefte aan hernieuwbare en duurzame energie. De belangstelling groeit rond één potentiële energiebron:bacteriën. "We pikken elektronen op van de bacterie en brengen die over naar een elektrode. Zo kunnen we in realtime een elektrische stroom van de bacteriën krijgen, terwijl ze aan het eten zijn, als het ware, " legt Lo Gorton uit, hoogleraar scheikunde aan de universiteit van Lund in Zweden. "Deze studie is een doorbraak in ons begrip van extracellulaire elektronenoverdracht in bacteriën, " hij zegt.

Extracellulaire elektronenoverdracht verwijst naar de stroom die bacteriën genereren buiten hun eigen cel. De moeilijkheid om de energie te extraheren, ligt in het produceren van een molecuul dat door de dikke celwand van de bacterie kan komen om de elektronen efficiënter op te halen. In de huidige studie, de onderzoekers creëerden voor dit doel een kunstmatig molecuul dat bekend staat als een redox-polymeer. Het onderzoek betrof Enterococcus faecalis, een veel voorkomende darmbacterie die zowel bij dieren als bij mensen voorkomt.

De resultaten van het onderzoek zijn niet alleen waardevol vanwege hun potentieel met betrekking tot toekomstige bacteriële elektrische energie; ze vergroten ook het begrip van hoe bacteriën communiceren met hun omgeving. De bacteriën zelf gebruiken waarschijnlijk extracellulaire elektronenoverdracht om te communiceren, zowel met andere bacteriën als met moleculen. "Elektronenoverdracht kan van grote betekenis zijn voor hoe de bacteriën communiceren met verschillende moleculen en met elkaar in ons spijsverteringsstelsel, maar ook voor hoe de natuur functioneert in een breder perspectief. Tegenwoordig wordt gedacht dat veel geologische processen door bacteriën worden aangedreven, ' zegt Lo Gorton.

Begrijpen hoe bacteriën functioneren en communiceren is waardevol in veel contexten. Bijvoorbeeld, bacteriën en andere micro-organismen kunnen worden gebruikt om biobrandstof te produceren, in wat bekend staat als microbiële biobrandstofcellen. Van bijzonder belang in een energiecontext zijn de fotosynthetiserende bacteriën. Als ze op een elektrode zijn bevestigd, ze kunnen elektrische energie opwekken bij blootstelling aan licht. Dit hebben Lo Gorton en zijn collega's in eerdere onderzoeken aangetoond.

Een diepere kennis over bacteriën is ook belangrijk om ze mogelijk te gebruiken om afvalwater te zuiveren, moleculen produceren die moeilijk te synthetiseren zijn, of om kooldioxide te reduceren tot een meer bruikbare vorm, bijvoorbeeld.