البكتيريا التي تعمل بمثابة الكيمياء "الخضراء".

قريباً سيكون من الممكن استخدام البكتيريا في تحويل النفايات المحتوية على المعادن إلى محفزات مهمة لإنتاج الطاقة النظيفة - هذا ما يزعمه العلماء الذين نُشرت مقالتهم في المجلة العلمية Microbiology.

كشف باحثون من كلية العلوم الحيوية بجامعة برمنغهام عن الآليات التي تسمح لبكتيريا التربة الشائعة Desulfovibrio desulfuricans بالاستفادة من معدن البلاديوم المهم من مصادر النفايات الصناعية.

البلاديوم هو أحد معادن مجموعة البلاتين، وهو من أهم الموارد على وجه الأرض. يتم استخدامه في العديد من التطبيقات، وذلك بفضل خصائصه الكيميائية غير العادية. تُستخدم معادن مجموعة البلاتين في العديد من الأنظمة الحفزية وهي المكونات النشطة في المحولات الحفزية للسيارات التي تقلل من انبعاثات الغازات الدفيئة.

أوضح الدكتور كيفن ديبلانش، الذي قاد البحث، سبب الحاجة إلى طرق جديدة لاستعادة المعادن من هذه المجموعة. "تنشأ هذه المعادن من احتياطي محدود، وهو ما ينعكس في ارتفاع أسعارها في السوق اليوم". على مدى العقد الماضي، تجاوز الطلب على هذه المعادن العرض باستمرار، لذا فإن البحث عن طرق بديلة لاستعادة البلاديوم من المصادر الثانوية أمر في غاية الأهمية لضمان توافر هذه الاحتياطيات في المستقبل.

أظهرت الأبحاث السابقة في هذا المختبر أن بكتيريا Desulfovibrio desulfuricans قادرة على تحويل معدن البلاديوم الموجود في النفايات الصناعية إلى جسيمات معدنية نانوية ذات نشاط تحفيزي حيوي. والآن، تمكن الباحثون من التعرف بدقة على البغال المسؤولة عن عملية التحويل.

تقوم الإنزيمات من نوع هيدروجيناز (هيدروجيناز)، الموجودة على الغشاء الخارجي للبكتيريا، بأكسدة البلاديوم، وهو رد فعل يؤدي إلى تراكم الجسيمات النانوية الحفزية. تسمى الخلايا البكتيرية المغلفة بجسيمات البلاديوم النانوية "BioPd".

وترى المجموعة البحثية أن لهذه البكتيريا قدرة كبيرة على استخدامها في إنتاج الطاقة النظيفة. "أظهر البحث في مجموعتنا أن هذه البكتيريا تعتبر محفزًا ممتازًا لمعالجة الملوثات العنيدة، مثل الكروم المستخدم في صناعة الطلاء. وقال الباحث: "يمكن استخدام هذه البكتيريا في خلايا الوقود المعتمدة على الهيدروجين لإنتاج كهرباء خالية من الهيدروجين". ويضيف الباحث: "هدفنا النهائي هو تطوير تقنية من خطوة واحدة تمكن من تحويل النفايات المحتوية على معادن إلى محفزات مهمة للغاية للمجال المعروف بالكيمياء "الخضراء" ولإنتاج الطاقة النظيفة".

أخبار الدراسة