Бактерии-добытчики металлов — зеленые химики

Микробы могут вскоре использоваться для превращения металлических отходов в высокоценные катализаторы для получения чистой энергии, сообщают ученые в сентябрьском выпуске журнала Microbiology.

Исследователи из Школы биологических наук Бирмингемского университета обнаружили механизмы, которые позволяют обычной почвенной бактерии Desulfovibrio desulfuricans извлекать драгоценный металл палладий из промышленных отходов.

Палладий — один из металлов платиновой группы (МПГ), которые являются одними из самых ценных ресурсов на Земле. Они обладают широким спектром применения благодаря своим исключительным химическим свойствам. МПГ обычно используются во многих каталитических системах и являются активными элементами автомобильных каталитических нейтрализаторов, снижающих выбросы парниковых газов.

Доктор Кевин Депланш, руководивший исследованием, объяснил, почему необходимы новые способы извлечения МПГ: «Эти металлы — ограниченный ресурс, что отражается на их высокой рыночной стоимости. За последние 10 лет спрос постоянно превышал предложение, поэтому исследования альтернативных способов извлечения палладия из вторичных источников имеют первостепенное значение для обеспечения доступности этого ресурса в будущем».

Предыдущие работы в лаборатории команды показали, что Desulfovibrio desulfuricans способна восстанавливать палладий в промышленных отходах до металлических наночастиц с биокаталитической активностью. Теперь были идентифицированы конкретные молекулы, участвующие в процессе восстановления. Ферменты гидрогеназы, расположенные на поверхностной мембране бактерии, осуществляют восстановление палладия, что приводит к накоплению каталитических наночастиц. Бактериальные клетки, покрытые наночастицами палладия, известны как «BioPd».

Группа считает, что BioPd обладает большим потенциалом для использования в производстве чистой энергии. «Исследования нашей группы показали, что BioPd является отличным катализатором для очистки от стойких загрязнителей, таких как хром, используемый в лакокрасочной промышленности. BioPd может даже использоваться в протонно-обменном топливном элементе для получения чистой электроэнергии из водорода», — сказал доктор Депланш. «Наша конечная цель — разработать одностадийную технологию, позволяющую преобразовывать металлические отходы в высокоценные катализаторы для зеленой химии и производства чистой энергии».