‘Groene stroom’ uit kernafval dankzij microbe

Onderzoekers van de Michigan State University hebben ontdekt hoe microben elektriciteit opwekken tijdens het opruimen van kernafval en andere gevaarlijke metalen. Onderzoeker Gemma Reguera geeft aan dat dit onderzoek grote gevolgen kan hebben voor gebieden die getroffen zijn door nucleaire verontreiniging.

"Geobacter bacteriën zijn kleine micro-organismen die een grote rol kunnen spelen bij het opruimen van vervuilde gebieden op de hele wereld", aldus Reguera, een AgBioResearch-wetenschapper aan de Amerikaanse universiteit. "Ontstaan van uraniumvervuiling kan voorkomen tijdens iedere fase van het productieproces van nucleaire brandstof, en dit proces voorkomt op een veilige manier verspreiding en blootstellingsgevaren."

Nanodraden

De eigenschap van Geobacter waarmee uranium onschadelijk gemaakt kan worden is al goed gedocumenteerd. De nieuwe onthulling is dat het leeuwendeel van dit werk gedaan wordt door een soort geleidende nanodraden. Deze nanodraden, haar-achtige uitsteeksels aan de buitenkant van Geobacter, zijn de ‘managers' van de elektrische activiteit tijdens een schoonmaakproces.

"Onze bevindingen laten duidelijk zien dat de nanodraden de voornaamste katalysator zijn van uraniumreductie", geeft Reguera aan. "Ze voeren moeder natuur's versie van galvaniseren met uranium uit, waardoor het radioactieve materiaal onschadelijk wordt gemaakt en voorkomen wordt dat het in het grondwater terecht komt." De nanodraden beschermen Geobacter ook en zorgen dat de bacterie kan gedijen in een giftige omgeving.

Van schoonmaakbacterie tot brandstofcel

De effectiviteit van de bacterie werd bewezen tijdens de schoonmaak van een Amerikaans uraniumverwerkingsbedrijf. Onderzoekers injecteerden acetaat in verontreinigd grondwater. Omdat dit het voorkeursvoedsel van Geobacter is, stimuleerde dit de groei van de bacteriën die al in de bodem aanwezig waren. Dit had tot gevolg dat het uranium onschadelijk werd gemaakt.

Het onderzoeksteam heeft een genetisch gemanipuleerde versie van de Geobacter ontwikkeld, met verbeterde nanodraad-productie. Hierdoor wordt de aangepaste bacterie veel efficiënter bij het onschadelijk maken van uranium en wordt ook de bruikbaarheid als brandstofcel vergroot.

Reguera heeft patenten aangevraagd om op haar onderzoek voort te kunnen bouwen. Uiteindelijk kan dit leiden tot microbiologische brandstofcellen, die tijdens het opruimen van milieurampen tegelijkertijd elektriciteit opwekken.

bron: Michigan State University