Anaerobe microbiële oxidatie van CH₄ tot CO₂ was al eerder waargenomen, maar niemand wist precies hoe het werkte. DNA-analyse van kweekjes waarin zoiets gebeurde, leverde sequenties op die zich niet lieten toeschrijven aan bekende soorten. De geheimzinnige eigenaars, qua DNA geen bacteriën maar archaea, kregen de voorlopige geslachtsnaam Candidatus Methanoperedens mee. Hoe ze precies functioneren is nog altijd onduidelijk, maar in de natuur maken ze kennelijk deel uit van een ecosysteem waarin andere micro-organismen methaan genereren en weer andere de protonen en elektronen absorberen die bij de CH₄-oxidatie vrijkomen. Voor dat laatste lijken nitraatreducerende soorten de voorkeur te hebben, zodat C. Methanoperedens van nature prima gedijt in stikstofrijke Nederlandse milieus.

Het is Heleen Ouboter, Cornelia Welte en collega’s nu voor het eerst gelukt de CH₄-oxidatie los te koppelen van de rest. Hun bioreactor bestaat uit twee compartimenten, gescheiden door een membraan dat protonen doorlaat. In de ene hangt een metalen kathode in een bufferoplossing, in de andere een koolstofanode waarop onder meer C. Methanoperedens groeit. Voed je die cultuur met ¹³CH₄, dan produceert ze vrije elektronen en ¹³CO₂. En zolang er voldoende methaan is, vind je na verloop van tijd vrijwel alleen nog DNA van C. methanoperedens rond de anode. Hetgeen bewijst dat deze archaea inderdaad verantwoordelijk zijn, en ook dat ze zelfstandig voor gascentrale kunnen spelen.

Er zijn al vaker microbiële ‛biobrandstofcellen’ gebouwd, maar tot nu toe liepen die op organisch afval. Twee jaar geleden bleken anammoxbacteriën uit afvalwaterzuiveringen elektriciteit te kunnen genereren uit de oxidatie van ammoniumionen. Dat zoiets nu ook lukt met aardgas, opent perspectieven. In een persbericht verwijst Welte naar biogasinstallaties die hun microbiële methaan nu nog zien verdwijnen in traditionele gasbranders, wat het energetisch rendement nogal beperkt: ‛Wij willen kijken of het met micro-organismen beter kan.’

Ouboter, H.T. et al. (2022) Front Microbiol. 13, doi.org/10.3389/fmicb.2022.820989