Bir Mikrobun, Metan Gazını Elektriğe Dönüştürdüğü Keşfedildi

Tüm insanlık olarak bizi tahminen de bundan yıllar sonra dünya tarihinin gördüğü en büyük toplu yok oluşa sürükleyecek olan iklim krizi tehdidi ile karşı karşıya olduğumuz artık su götürmez bir gerçek. Atmosferdeki ısıyı tutarak iklim değişikliğinin temel sebeplerinden biri olan sera gazları kelam konusu olduğunda akla birinci gelenlerden birisi ise, sinsice iklim krizinin daha da derinlerine batmamıza neden olan metan gazı.

Atmosferdeki ısıyı tutmada karbondioksitten en az 25 kat daha tesirli olan metan gazı, tesislerde toplanıp yakılarak zati güç üretiminde kullanılıyor; ancak bu prosedür aslında randımanı görece 'düşük' bir usul. Fakat Frontiers in Microbiology’de yayımlanan yeni bir araştırmaya nazaran bu durumun değişmesi kelam konusu olabilir.

Metan soluyan bir mikrop cinsinin, metanı elektriğe dönüştürebildiği keşfedildi


Metandan daha fazla elektron elde etmenin yollarını arayan Hollanda'dan araştırmacılar, alışılmışın epeyce dışında olan, hatta görmek için mikroskoba muhtaçlık duyacağınız bir elektrik santrali türü keşfettiler. Bu keşfin güç kesimi için hayli yararlı olabileceğini belirten Radbound Üniversitesi’nden mikrobiyolog Cornelia Welte, "Mevcut biyogaz tesislerinde metan, mikroorganizmalar tarafından üretiliyor ve akabinde yakılıyor, bu da bir türbini çalıştırarak güç üretiyor. Bu halde biyogazın yarısından azı güce dönüştürülür ve bu, elde edilebilecek azamî kapasitedir. Mikroorganizmaları kullanarak daha düzgününü yapıp yapamayacağımızı kıymetlendirmek istiyoruz." tabirlerini kullanıyor.

Söz konusu araştırma, oksijenden mahrum ortamlarda bile metanı parçalayabilmek üzere, garip ve kuvvetli şartlar altında hayatta kalma konusundaki harika yetenekleriyle bilinen bir çeşit arkea - bakteri gibisi mikroba odaklanıyor. Birinci olarak 2006 yılında tanımlanan Anaerobik metanotrofik (ANME) arke olarak bilinen bu özel tip, elektronları bir elektrokimyasal tepkiler zincirinde boşaltabiliyor, hücrelerinin dışında bir tıp metal yahut metaloid kullanabiliyor ve hatta bunları etraflarındaki öteki çeşitlere aktarabliyor. ANME cinsi Methanoperedens'in, nitratların yardımıyla metanı oksitlediği biliniyor.

Mikrobiyal yakıt hücrelerinden bu süreçten elektron çekme teşebbüsleri, dönüşümün gerisinde tam olarak hangi süreçlerin olabileceğine dair net bir doğrulama olmaksızın, çok küçük voltajların üretilmesine yol açıyor. Bu arkelerin metan yutan güç hücreleri olarak umut vaat etmeleri içinse açık ve net bir formda bir akım yaymaları gerekiyor. Dahası, Methanoperedens’in uygulanması sıkıntı bir mikrop olması işleri daha da karmaşık bir hale getiriyor.

Metandaki gücün yüzde 31'i elektrik gücüne dönüşebiliyor


Bu sebeple Welte ve öbür araştırmacılar da metan püskürten bu arkeanın hükümran olduğunu bildikleri bir mikrop örneği topladılar ve onları, metan'ın tek elektron vericisi olduğu oksijensiz bir ortamda yetiştirdiler. Ek olarak araştırmacılar koloninin yakınına sıfır voltaja ayarlanmış bir metal anot yerleştirerek faal bir biçimde akım üretmek hedefiyle hazırlanmış bir elektrokimyasal hücre yarattılar. Hususa dair "Birinin biyolojik terminal, başkasının kimyasal terminal olduğu iki terminalli bir cins pil yaratıyoruz" tabirlerini kullanan Radbound Üniversitesi’nden Heleen Ouboter, "Bakterileri, metanın dönüştürülmesinden kaynaklanan elektronları bağışladığı elektrotlardan birinde büyütüyoruz." halinde kaydediyor.

Bunu takiben metanın karbondioksite dönüşümünü tahlil eden ve santimetre kare başına 274 miliampere kadar yükselen dalgalı akımları ölçen grup, akımın üçte birinden biraz fazlasının direkt metanın parçalanmasıyla ilişkilendirilebileceğini gözlemledi. Elde eden verimliliğin ise metandaki enerjinin yüzde 31'inin elektrik gücüne dönüşmesiyle bazı elektrik santralleriyle karşılaştırılabilir hale geldiği tespit edildi.

Bu süreç üzerine daha fazla çalışma yapılması, biyogazla çalışan, her gaz kesiminden daha fazla kıvılcım çıkaran ve uzun aralarda metan borulama muhtaçlığını azaltan yüksek verimli canlı pillerin yaratılmasının mümkün olduğu manasına gelebilir. Ve bu, kimi metan santrallerinin yaklaşık yüzde 30'luk verimliliği zar sıkıntı ürettiği göze alındığında son derece büyük bir ehemmiyet teşkil ediyor. Lakin daha optimist bir pencereden bakacaksak olursak, fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı azaltacak bir yol bulma yolunda değerli bir adım atılmış olabilir üzere gözüküyor.