Bir Mikrobun, Metan Gazını Elektriğe Dönüştürdüğü Keşfedildi

Tüm insanlık olarak bizi belki de bundan yıllar sonra dünya tarihinin gördüğü en büyük toplu yok oluşa sürükleyecek olan iklim krizi tehdidi ile karşı karşıya olduğumuz artık su götürmez bir gerçek. Atmosferdeki ısıyı tutarak iklim değişikliğinin temel sebeplerinden biri olan sera gazları söz konusu olduğunda akla ilk gelenlerden birisi ise, sinsice iklim krizinin daha da derinlerine batmamıza neden olan metan gazı.

Atmosferdeki ısıyı tutmada karbondioksitten en az 25 kat daha etkili olan metan gazı, tesislerde toplanıp yakılarak zaten enerji üretiminde kullanılıyor; fakat bu yöntem aslında verimi görece ‘düşük’ bir yöntem. Ancak Frontiers in Microbiology’de yayımlanan yeni bir araştırmaya göre bu durumun değişmesi söz konusu olabilir.

Metan soluyan bir mikrop türünün, metanı elektriğe dönüştürebildiği keşfedildi

Metandan daha fazla elektron elde etmenin yollarını arayan Hollanda’dan araştırmacılar, alışılmışın oldukça dışında olan, hatta görmek için mikroskoba ihtiyaç duyacağınız bir elektrik santrali türü keşfettiler. Bu keşfin enerji sektörü için oldukça faydalı olabileceğini belirten Radbound Üniversitesi’nden mikrobiyolog Cornelia Welte, “Mevcut biyogaz tesislerinde metan, mikroorganizmalar tarafından üretiliyor ve ardından yakılıyor, bu da bir türbini çalıştırarak güç üretiyor. Bu şekilde biyogazın yarısından azı güce dönüştürülür ve bu, elde edilebilecek maksimum kapasitedir. Mikroorganizmaları kullanarak daha iyisini yapıp yapamayacağımızı değerlendirmek istiyoruz.” ifadelerini kullanıyor.

Söz konusu araştırma, oksijenden yoksun ortamlarda bile metanı parçalayabilmek gibi, garip ve zorlu koşullar altında hayatta kalma konusundaki olağanüstü yetenekleriyle bilinen bir tür arkea – bakteri benzeri mikroba odaklanıyor. İlk olarak 2006 yılında tanımlanan Anaerobik metanotrofik (ANME) arke olarak bilinen bu özel tip, elektronları bir elektrokimyasal reaksiyonlar zincirinde boşaltabiliyor, hücrelerinin dışında bir tür metal veya metaloid kullanabiliyor ve hatta bunları çevrelerindeki diğer türlere aktarabliyor. ANME cinsi Methanoperedens’in, nitratların yardımıyla metanı oksitlediği biliniyor.

Mikrobiyal yakıt hücrelerinden bu süreçten elektron çekme girişimleri, dönüşümün arkasında tam olarak hangi süreçlerin olabileceğine dair net bir doğrulama olmaksızın, çok küçük voltajların üretilmesine yol açıyor. Bu arkelerin metan yutan güç hücreleri olarak umut vaat etmeleri içinse açık ve net bir şekilde bir akım yaymaları gerekiyor. Dahası, Methanoperedens’in uygulanması zor bir mikrop olması işleri daha da karmaşık bir hale getiriyor.

Metandaki enerjinin yüzde 31’i elektrik enerjisine dönüşebiliyor

Bu sebeple Welte ve diğer araştırmacılar da metan püskürten bu arkeanın egemen olduğunu bildikleri bir mikrop örneği topladılar ve onları, metan’ın tek elektron vericisi olduğu oksijensiz bir ortamda yetiştirdiler. Ek olarak araştırmacılar koloninin yakınına sıfır voltaja ayarlanmış bir metal anot yerleştirerek etkin bir şekilde akım üretmek amacıyla hazırlanmış bir elektrokimyasal hücre yarattılar. Konuya dair “Birinin biyolojik terminal, diğerinin kimyasal terminal olduğu iki terminalli bir tür pil yaratıyoruz” ifadelerini kullanan Radbound Üniversitesi’nden Heleen Ouboter, “Bakterileri, metanın dönüştürülmesinden kaynaklanan elektronları bağışladığı elektrotlardan birinde büyütüyoruz.” şeklinde kaydediyor.

Bunu takiben metanın karbondioksite dönüşümünü analiz eden ve santimetre kare başına 274 miliampere kadar yükselen dalgalı akımları ölçen ekip, akımın üçte birinden biraz fazlasının doğrudan metanın parçalanmasıyla ilişkilendirilebileceğini gözlemledi. Elde eden verimliliğin ise metandaki enerjinin yüzde 31’inin elektrik enerjisine dönüşmesiyle bazı elektrik santralleriyle karşılaştırılabilir hale geldiği tespit edildi.

Bu süreç üzerine daha fazla çalışma yapılması, biyogazla çalışan, her gaz parçasından daha fazla kıvılcım çıkaran ve uzun mesafelerde metan borulama ihtiyacını azaltan yüksek verimli canlı pillerin yaratılmasının mümkün olduğu anlamına gelebilir. Ve bu, bazı metan santrallerinin yaklaşık yüzde 30’luk verimliliği zar zor ürettiği göze alındığında son derece büyük bir önem teşkil ediyor. Ancak daha iyimser bir pencereden bakacaksak olursak, fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı azaltacak bir yol bulma yolunda önemli bir adım atılmış olabilir gibi gözüküyor.

Kaynak: Webtekno