Vieze bacteriën bron van schone energie /1 reactie

Vieze bacteriën bron van schone energie

Wetenschappers zijn er in geslaagd een genetische gemanipuleerde E. coli-bacterie te maken die 141 keer zo veel waterstof produceert als normale E. coli’s. Deze waterstof zou in de toekomst gebruikt kunnen worden als een schone, duurzame energiebron.

Darmbacterie

De bacterie Escherichia coli (afgekort E. coli) komt voor in de menselijke dikke darm en draagt daar bij aan de vertering van ons voedsel.
Hoewel het een behulpzame en zelfs essentiële bacterie is, kennen veel mensen E. coli vooral als de bacterie die voedselvergiftiging kan veroorzaken. Niet veel mensen beschouwen E. coli als de mogelijke oplossing voor het energieprobleem en het broeikaseffect, maar als het aan een groep Amerikaanse wetenschappers ligt gaat daar verandering in komen.

Waterstofproductie

Waterstofproductie is tegenwoordig voornamelijk gebaseerd op reforming of elektrolyse. Bij reforming worden fossiele brandstoffen en stoom onder hoge druk en bij hoge temperatuur omgezet in onder andere waterstof en CO2. Bij elektrolyse wordt met behulp van elektriciteit water (H2O) gesplitst in waterstof (H2) en zuurstof (O2). Elektrolyse is alleen schoon en duurzaam wanneer er stroom wordt gebruikt afkomstig van bijvoorbeeld windmolens of zonne-energie.

Energiedrager

Waterstof wordt vaak genoemd als de energiebron van de toekomst. Bij verbranding komt geen CO2 vrij en het enige restproduct is water. Het zou onze huizen, auto’s en zelfs draagbare elektrische apparatuur van schone, duurzame energie kunnen voorzien.
Er zijn echter twee grote nadelen:

  • Het kost veel energie om waterstof te maken. Waterstof is dus ook eigenlijk geen energiebron maar slechts een drager van energie, zoals elektriciteit dat ook is. Bij de productie van waterstof komt in de meeste gevallen veel CO2 vrij (zie kader).
  • Het transport van waterstof kan gevaarlijk zijn, aangezien het erg brandbaar is en in combinatie met zuurstof zelfs explosief (een mengsel van waterstof en zuurstof heeft ook wel de bijnaam knalgas). Bovendien zullen er dure nieuwe pijpleidingen voor aangelegd moeten worden.

Waterstoffabriekjes

E. coli zou wellicht in de toekomst een uitkomst kunnen bieden. De bacterie is in zijn natuurlijke omgeving in staat om waterstof te produceren. Dit proces heeft al langer de aandacht van wetenschappers, maar de waterstofproductie is te laag om er bruikbare hoeveelheden energie uit te winnen.

Een team van wetenschappers van de Texas A&M University heeft nu door middel van genetische manipulatie een E. coli-stam gemaakt die 141 keer zoveel waterstof produceert als normale E. coli’s. Door 6 genen uit te schakelen hebben ze de bacteriën veranderd in efficiënte waterstoffabriekjes met suikers als voornaamste grondstof. Het onderzoek is deze maand gepubliceerd in het tijdschrift Microbial Biotechnology.

Bioreactoren

Bioreactoren gevuld met E. coli bacteriën kunnen in de tuin van een huis geplaatst worden of bijvoorbeeld bij een benzinepomp om auto’s van waterstof te voorzien. Door de bacteriën hun werk te laten doen op de plaats waar de energie nodig is, wordt het dure en gevaarlijke transport van waterstof overbodig. Omdat waterstof als gas uit de bacteriën ontsnapt, zijn er ook geen dure technieken nodig om de energiedrager uit de bioreactoren te winnen.

Efficiëntie

Met deze verhoging van waterstofproductie komt de toekomst van E. coli als leverancier van schone energie een stap dichterbij, maar om echt rendabel te worden zal het hele proces nog vele malen efficiënter gemaakt moeten worden. Aangezien er in dit onderzoek slechts aan 6 van de in totaal ongeveer 5000 E. coli genen is gesleuteld, is het niet ondenkbaar dat de waterstofproductie nog verder verhoogd kan worden.

Reageren via Facebook

Over Marc Roelofs

Marc Roelofs is promovendus Moleculaire Celbiologie aan de Universiteit van Utrecht. Marc is druk bezig met het afronden van zijn proefschrift, maar eigenlijk schrijft hij liever leesbare wetenschappelijke teksten.