地桿菌可能是未來的生物燃料生產機器，生產富含能量的丁醇，每加侖成本低至2美元。
一個旨在實現這一目標的專案，由德里克·洛夫利和馬薩諸塞大學阿默斯特分校的同事領導，今天從美國能源部高階研究計劃署-能源 (ARPA-E) 獲得了100萬美元的資助。這甚至不是最大的撥款，在第二輪資助中，有37個專案獲得了1.06億美元，以進一步推進他們的研究。
地桿菌專案是新一輪生物燃料生產實驗的一部分，該實驗將電力輸入微小生物，併產生有價值的“電燃料”作為產品。
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它們取代了老一代的研究，在老一代研究中，光合作用的力量被加工成生物燃料，可以直接來自甜菜等植物，也可以間接來自藻類等生物。
“這太新穎了，甚至沒有名字，但我們不妨稱之為反向燃料電池，”哈佛醫學院維斯研究所的科學家傑弗裡·韋說。哈佛大學一個使用希瓦氏菌的專案獲得了約400萬美元的聯邦刺激資金。它希望產生富含能量的燃料辛醇。
在屋頂上完成的“魔法”
“對於標準光合作用，有很多步驟，而且你需要耕地，”洛夫利說。“這個你可以在屋頂上執行。”
因此，在馬薩諸塞大學的屋頂上，研究人員在石墨電極表面培養細菌。附近的太陽能電池板捕獲能量並將其輸送到載有細菌的電極。
地桿菌和希瓦氏菌的獨特之處在於它們能發電。細菌產生長長的蛋白質管，從它們的斑點狀身體中伸出。在這些管的中間是蛋白質分子，它們將電流從細菌內部傳導到外部。
當研究人員對這些管進行逆向工程，使其從石墨電極中吸收電子時，細菌就變成了微小的燃料電池。對生物體內的光合途徑進行少量基因改造，使其吸收二氧化碳以產生合適尺寸的燃料，如丁醇或辛醇。
這種工程技術正處於合成生物學的前沿，合成生物學是一個旨在從頭開始建立新型生物系統的領域。
“如果這聽起來像魔法，那它確實有點像，”維斯研究所的韋說。
這是真的，特別是與光合作用能量捕獲相比。即使在晴朗的日子裡，捕光色素捕獲光的能力也不是很高。在隨後的光合作用酶促步驟中，大部分能量以熱的形式損失。捕獲效率僅約為1%。
電擊細菌以產生“電燃料”
根據洛夫利的說法，太陽能電池板捕獲陽光的效率高100倍。利用這種輸入能量，細菌系統可以用來將電能轉化為“電燃料”。
維斯說，ARPA-E的資助為期三年，這使得研究人員的時間非常緊迫，必須在資金耗盡之前完成他們的專案。
這是美國能源部 (DOE) 旨在刺激對新型低碳能源進行前沿研究的倡議的一部分。這筆資金是今天在副總統喬·拜登出席的美國復甦與再投資法案內閣會議上宣佈的。
拜登在新聞稿中說：“透過投資於我們頂尖的研究人員，我們不僅延續了美國創新的精神，而且還在幫助建立一個具有競爭力的美國清潔能源產業，該產業將在未來幾年內在國內創造穩定的就業機會。”
在獲得資助的其他專案中，包括使用特殊吸收劑從燃煤電廠捕獲二氧化碳的努力。
另一個專案是在一個很大程度上停滯不前的領域開發新一代超高密度、低成本電池。約有 500 萬美元流向了ReVolt Technology，用於其在俄勒岡州波特蘭生產的鋅空氣電池。
該公司執行長詹姆斯·麥克道格爾說：“ReVolt 今天宣佈的《復甦法案》獎項使我們能夠加速擴大我們在波特蘭的影響力。”
經 Environment & Energy Publishing, LLC. 許可，轉載自 Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500