Batteri elettrici per le bonifiche da metalli

Nello studio Electron uptake by iron-oxidizing phototrophic bacteria, pubblicato su Nature Communications, viene spiegato dai ricercatori di Harvard che alla base della generazione di energia in quasi tutte le forme di vita ci sono delle reazioni di ossidazione e riduzione. La maggior parte degli organismi utilizzano ossidanti e riducenti solubili, tuttavia vi sono dei microbi che possono accedere ai materiali nella fase solida come accettori di elettroni o extracellular electron transfer – EET. Molti studi riguardano la riduzione degli ossidanti in fase solida, mentre poco o nulla si sa sull’assorbimento di elettroni via extracellular electron transfer microbico.

 

Nella ricerca viene individuato nel Rhodopseudomonas palustris TIE-1, un batterio ferro-ossidante fototropico, in grado di assumere elettroni da un elettrodo “poised”, con la CO2 come unica fonte/accettore di elettroni di carbonio. La specie Rhodopseudomonas palustris è una famiglia di batteri purpurei simili a piccoli bastoncelli che normalmente vivono nelle acque stagnanti e nei sedimenti. Il processo di assorbimento di elettroni è stimolato dalla luce, anche se è in grado di verificarsi anche al buio. In particolare, il pio ABC operon, che codifica un sistema essenziale di proteine per la crescita fototropica per ossidazione ferrosa del ferro, influenza l’assorbimento dell’elettrone. Questi studi mostrano una versatilità metabolica dei fotoferrotropi prima sconosciuta, utilizzando l’EET per l’assorbimento di elettroni.

 

Il comune batterio Rhodopseudomonas palustrisè quindi in grado di estrarre a distanza gli elettroni dai minerali del sottosuolo, restando in superficie per assorbire la luce del sole, fonte necessaria per produrre energia. La ricerca mostra come il processo EET produca lo spostamento di elettroni dentro e fuori le cellule.

 

Questa famiglia di microbi assume energia elettrica, che va nel loro metabolismo centrale, ed è stato possibile descrivere alcuni dei sistemi che sono coinvolti in questo processo.

 

In condizioni naturali i microbi ottengono gli elettroni necessari per generare energia dal ferro, ma possono utilizzare anche altri minerali che contengono elettroni, come ad esempio i composti di zolfo.

 

Vent’anni fa i ricercatori caratterizzarono un batterio che mangia la ruggine per rifornire elettroni agli atomi di ossigeno che formano le molecole di ossido di ferro.

 

L’intenzione primaria dei ricercatori era di utilizzare i batteri per costruire delle celle a combustibile microbiche, nelle quali i batteri rifornissero di elettroni non la ruggine ma un elettrodo, che avrebbe potuto raccogliere la corrente.

 

Tuttavia i ricercatori odierni sono scettici sul possibile utilizzo di microbi Rhodopseudomonas palustrisper produrre energia attraverso celle a combustibile, tuttavia credono che sia possibile la loro applicazione in altri ambiti.

 

Ecco che uno dei settori in cui potrebbero essere impiegati è quello delle bonifiche ambientali da cromo esavalente e da altri metalli inquinanti, o almeno è quello che sta studiando un team di studiosi dell’Università di Tubinga in collaborazione con l’Università di Manchester e il Pacific Northwest National Laboratory, negli Stati Uniti. Questi batteri sono in grado di generare delle vere e proprie batterie naturali sfruttando le particelle magnetiche di un minerale ferroso, la magnetite, ed esponendoli ad una luce che simula l’alternarsi delle fasi del giorno. Un obiettivo ambizioso, che vale la pena perseguire.

 

articolo di Roberta Lazzarri

 

Fonti:

http://www.ansa.it

http://www.greenreport.it


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