Ces bactéries, alimentées en électricité, produisent de l'alcool

La synthèse électro-microbienne est une technologie prometteuse pour lutter contre le changement climatique. Elle permet aux bactéries d'absorber du dioxyde de carbone pour produire des composés organiques comme l'éthanol, un alcool utiles comme carburants. Mais jusqu'à présent, la biologie de ce processus restait un mystère.

Miriam Rosenbaum, à la tête de la Bio Pilot Plant du Leibniz-HKI, et son équipe, ont découvert que les bactéries n'absorbaient pas directement les électrons fournis par le courant électrique. Au lieu de cela, elles utilisent l'hydrogène comme vecteur de ces électrons. Cette hypothèse avait été envisagée depuis longtemps, mais c'est la première fois qu'elle est confirmée expérimentalement. Les chercheurs ont également constaté que cette méthode permet de produire une plus grande variété de produits chimiques utiles qu'on ne le pensait auparavant.


Dans la synthèse électro-microbienne, de l'électricité est envoyée dans une solution nutritive aqueuse contenant des micro-organismes, et du dioxyde de carbone y est ajouté simultanément. Santiago Boto, auteur principal de l'étude, a précisément contrôlé ce processus dans un réacteur de synthèse électro-microbienne. Il a utilisé une culture pure de la bactérie Clostridium ljungdahlii, contrôlé le courant électrique et mesuré l'hydrogène produit.

Santiago Boto a ainsi recueilli plusieurs preuves que de l'hydrogène faisait partie de la réaction. Quand la concentration de bactéries dans le milieu nutritif formait un biofilm sur la cathode et que peu d'hydrogène était mesurable dans l'environnement de l'électrode, l'activité des bactéries diminuait nettement. Cela se produisait également lorsque la tension n'était pas assez élevée pour l'électrolyse.

De plus, l'équipe a découvert de nouvelles voies de biosynthèse. Santiago Boto a remarqué que des composés aminés, que les bactéries ne produisent pas normalement, étaient formés. L'équipe a également découvert des réactions entre le milieu nutritif et la cathode qui n'avaient jamais été décrites auparavant. Ces découvertes pourraient ouvrir la voie à de nouvelles méthodes de production pour l'industrie chimique.


Ces résultats devraient contribuer à rendre la synthèse électro-microbienne commercialement viable. Selon Miriam Rosenbaum, il faut s'attendre à l'essor de cette technologie dans les années à venir.