Elektricitetsalstrande bakterier för avfall-till-energi-applikationer

Abstract

Produktion av biobränslen ökar årligen som ett led i omställningen från fossila till förnyelsebara bränslen. En direkt följd är att mängden avfall från dessa processer ökar. I avfallet finns stora mängder outnyttjad energi bundet i organiska molekyler. Genom att använda mikroorganismer som biologiska katalysatorer skulle avfallet kunna konverteras till elkraft, bränslen eller andra mer värdefulla kemikalier. Via sin metabolism kan mikroorganismerna katalysera redoxreaktioner vid elektrolys i bioelektrokemiska system (BES) som exempelvis microbial electrolysis cells (MEC) och microbial fuel cells (MFC). Projektet undersökte möjligheterna att använda MEC med avfallsvatten från fermentation och glycerolavfall från biodieselproduktion med blandade och rena kulturer av Clostridium acetobutylicum och Shewanella oneidensis. C. acetobutylicum visade sig kunna producera laktat i närvaro av glycerolavfall och glukos. S. oneidensis tycktes kunna konsumera laktat under anodiska förhållanden. Ingen biokatalys kunde konstateras för avfallsvatten från fermentation. Under anodiska förhållanden visade sig blandkultur vara fördelaktigt för strömproduktion från glycerolavfall vilket indikerar ett metaboliskt utbyte mellan arterna. Detta kombinerat med den observerade laktatproduktionen utgör ett intressant underlag för framtida forskning. Ytterligare studier i syfte att förbättra biokatalys av glycerolavfall krävs för att utveckla industriella applikationer i större skala. En effektiv återanvändning av avfallet skulle stärka hållbarheten för produktionsprocessen och i förlängningen medföra starkare ekonomiska och miljöbetingade incitament för en biobaserad ekonomi.