Anammox-bacteriën kunnen verleid worden tot het maken van elektriciteit uit afvalwater, door ze te laten groeien op elektroden in afwezigheid van nitriet. Dat blijkt uit nieuw onderzoek van microbiologen aan de Radboud Universiteit samen met collega’s uit de Verenigde Staten en Saudi-Arabië, dat is verschenen in Nature Communications. Het is het laatste puzzelstukje in een lange wetenschappelijke zoektocht van hoofdonderzoeker Mike Jetten naar ‘onmogelijke reacties’. Anammox-bacteriën zijn wereldberoemd omdat zij ammonium kunnen omzetten in stikstofgas zonder daarbij zuurstof te gebruiken. Lange tijd werd dat door wetenschappers gezien als een onmogelijke reactie. 25 jaar geleden werden de anammox-bacteriën die hiertoe in staat zijn ontdekt - en ze komen gewoon voor in slootjes, oceanen en zeebodems. Waterzuivering Inmiddels worden anammox-bacteriën op wereldwijde schaal toegepast in waterzuiveringsinstallaties om het schadelijke ammonium uit afvalwater te halen. Deze methode waarbij veel minder zuurstof nodig is, is zeer energiezuinig en dus duurzamer dan de reguliere methode van waterzuivering. Stroom uit afvalwater Daarnaast leek er wellicht een andere interessante toepassing mogelijk met de bacterie. 'Bij de omzetting van de ene stof in de andere kunnen bacteriën elektronen vrijmaken, en die kun je gebruiken voor het produceren van elektriciteit. Wij vroegen ons daarom af: kunnen we anammox-bacteriën ook verleiden tot het maken van stroom uit afvalwater?', vertelt Mike Jetten, hoogleraar Ecologische Microbiologie aan de Radboud Universiteit. Dat blijkt mogelijk te zijn. Normaal gesproken komen er bij de afbraak van ammonium elektronen vrij, die de bacteriën vervolgens gebruiken om nitriet mee af te breken. Door langzaam de hoeveelheid nitriet te verminderen, hebben de onderzoekers de anammox-bacteriën gedwongen de elektronen uit ammonium op een andere manier kwijt te raken. 'We konden met speciale metalen elektrodes de vrijgekomen elektronen opvangen in een minireactor, en die vervolgens door een stroomdraad laten lopen. En inderdaad: we zagen de stroommeter op een gegeven moment uitschieten', zegt Jetten. Foto van anammox op electrodes © Dario Rangel Shaw KAUST. Ook in de natuur? 'De anammox-bacterie kan deze reactie wel uitvoeren, maar het is niet zijn favoriete bezigheid', zegt Jetten. De omzetting van ammonium verloopt op deze manier slechts op een vijfde van de snelheid ten opzichte van de normale situatie waarbij er nitriet aanwezig is. 'En zodra er nitriet aanwezig is, gebruikt de bacterie dat ook nog eens veel liever.' Met een ERC Synergy Grant gaan Jetten samen met collega Caroline Slomp (UU) en hun team verder onderzoeken of anammox-bacteriën in de natuur, zoals op de zeebodem, deze reactie ook uitvoeren. 'Misschien zijn er op deze plekken ook wel andere organismen te vinden die deze reactie nog veel beter kunnen’, aldus Jetten. Daarnaast gaan we bekijken hoe deze reacties precies mogelijk zijn. Na de eerste vinding is er nog meer onderzoek nodig om deze reactie uiteindelijk op grote schaal te kunnen toepassen. Foto: Mabel Amber via Pixabay.