地杆菌可能是未来的生物燃料生产机器，生产富含能量的丁醇，每加仑成本低至2美元。
一个旨在实现这一目标的项目，由德里克·洛夫利和马萨诸塞大学阿默斯特分校的同事领导，今天从美国能源部高级研究计划署-能源 (ARPA-E) 获得了100万美元的资助。这甚至不是最大的拨款，在第二轮资助中，有37个项目获得了1.06亿美元，以进一步推进他们的研究。
地杆菌项目是新一轮生物燃料生产实验的一部分，该实验将电力输入微小生物，并产生有价值的“电燃料”作为产品。
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它们取代了老一代的研究，在老一代研究中，光合作用的力量被加工成生物燃料，可以直接来自甜菜等植物，也可以间接来自藻类等生物。
“这太新颖了，甚至没有名字，但我们不妨称之为反向燃料电池，”哈佛医学院维斯研究所的科学家杰弗里·韦说。哈佛大学一个使用希瓦氏菌的项目获得了约400万美元的联邦刺激资金。它希望产生富含能量的燃料辛醇。
在屋顶上完成的“魔法”
“对于标准光合作用，有很多步骤，而且你需要耕地，”洛夫利说。“这个你可以在屋顶上运行。”
因此，在马萨诸塞大学的屋顶上，研究人员在石墨电极表面培养细菌。附近的太阳能电池板捕获能量并将其输送到载有细菌的电极。
地杆菌和希瓦氏菌的独特之处在于它们能发电。细菌产生长长的蛋白质管，从它们的斑点状身体中伸出。在这些管的中间是蛋白质分子，它们将电流从细菌内部传导到外部。
当研究人员对这些管进行逆向工程，使其从石墨电极中吸收电子时，细菌就变成了微小的燃料电池。对生物体内的光合途径进行少量基因改造，使其吸收二氧化碳以产生合适尺寸的燃料，如丁醇或辛醇。
这种工程技术正处于合成生物学的前沿，合成生物学是一个旨在从头开始创建新型生物系统的领域。
“如果这听起来像魔法，那它确实有点像，”维斯研究所的韦说。
这是真的，特别是与光合作用能量捕获相比。即使在晴朗的日子里，捕光色素捕获光的能力也不是很高。在随后的光合作用酶促步骤中，大部分能量以热的形式损失。捕获效率仅约为1%。
电击细菌以产生“电燃料”
根据洛夫利的说法，太阳能电池板捕获阳光的效率高100倍。利用这种输入能量，细菌系统可以用来将电能转化为“电燃料”。
维斯说，ARPA-E的资助为期三年，这使得研究人员的时间非常紧迫，必须在资金耗尽之前完成他们的项目。
这是美国能源部 (DOE) 旨在刺激对新型低碳能源进行前沿研究的倡议的一部分。这笔资金是今天在副总统乔·拜登出席的美国复苏与再投资法案内阁会议上宣布的。
拜登在新闻稿中说：“通过投资于我们顶尖的研究人员，我们不仅延续了美国创新的精神，而且还在帮助建立一个具有竞争力的美国清洁能源产业，该产业将在未来几年内在国内创造稳定的就业机会。”
在获得资助的其他项目中，包括使用特殊吸收剂从燃煤电厂捕获二氧化碳的努力。
另一个项目是在一个很大程度上停滞不前的领域开发新一代超高密度、低成本电池。约有 500 万美元流向了ReVolt Technology，用于其在俄勒冈州波特兰生产的锌空气电池。
该公司首席执行官詹姆斯·麦克道格尔说：“ReVolt 今天宣布的《复苏法案》奖项使我们能够加速扩大我们在波特兰的影响力。”
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