Micro-organismen slaan elektriciteit op in de vorm van methaan

In de VS is per ongeluk een micro-organisme ontdekt dat in een elektrolysecel CO₂, H₂O en elektriciteit rechtstreeks omzet in CH₄. Het is een handige manier om overtollige elektrische energie tijdelijk op te slaan in een gemakkelijk transporteerbare vorm, zo meldt de groep van Bruce Logan (Penn State University) op de website van Environmental Science and Technology.

Logan werkte eigenlijk aan microbiële cellen die waterstof maken uit organisch afval. Daar is een externe spanningsbron voor nodigdie de bacteriën een extra zetje geeft; in de praktijk is 0,7 V voldoende.

De cellen bleken echter ook nogal wat methaan te produceren, wat niet de bedoeling was. Nader onderzoek heeft nu geleerd dat de schuldigen primitieve micro-organismen (Archaea) zijn, met Methanobacterium palustre als overheersende soort. Archaea blijken in staat om CO₂ en H₂O in methaan om te zetten, en hebben daarvoor ongeveer hetzelfde voltage nodig als de waterstofproducerende bacteriën.

Logan heeft dit proces de naam ‘elektromethanogenese’ meegegeven. Hij heeft inmiddels cellen gebouwd waarin hij de kathode bewust met een Archaea-biofilm bedekte. Ze zetten elektriciteit om in methaan met een energie-efficiëntie van ongeveer 80 procent. Voordeel boven waterstofproductie is dat er voor methaan al een veel uitgebreidere infrastructuur beschikbaar is. Bijkomend voordeel is dat de kathode niet meer van een edelmetaal zoals platina hoeft te worden gemaakt, maar veel goedkoper kan zijn.

Het kán ook een manier zijn om CO₂ uit de atmosfeer te halen, maar alleen wanneer de gebruikte elektriciteit uit het alternatieve circuit komt én je de CO₂, die vrijkomt bij het verbranden van je methaan, netjes opvangt en onder de grond stopt.

Logan vermoedt intussen dat die Archaea in de natuur ook wel eens een grote rol zouden kunnen spelen. Uit moerassen en stortplaatsen komt immers ook methaan vrij. Tot nu toe werd algemeen aangenomen dat dat een tweestapsproces is met waterstof als tussenproduct. Mogelijk is die aanname gedeeltelijk fout.

bron: Penn State