EO

Meer stroom en raketbrandstof uit nitriet te halen

28 juli 2021 om 12:03 uur

Na jaren onderzoek is de moleculaire bouw van het enzym bekend dat verantwoordelijk is voor een groot deel van de wereldwijde nitraat- en stikstofproductie door bacteriën. Onder andere de anammoxbacterie gebruikt dit enzym om giftig nitriet om te zetten naar nitraat. Nu opgehelderd is hoe dit enzym precies werkt, schept dat nieuwe mogelijkheden om de anammoxbacterie beter in te zetten voor stroomopwekking uit afvalwater en het produceren van raketbrandstof.


Onderzoekers van de Radboud Universiteit en de Max Planck Instituten in Heidelberg en Frankfurt publiceren erover in Nature Microbiology. 

 

Stikstofetende bacteriën zoals anammox hebben het enzym nitrietoxidoreductase (NXR) nodig om het giftige nitriet naar nitraat om te zetten. Het enzym speelt een centrale rol in de stikstofcyclus in de natuur. Door mestgebruik in de landbouw komt er bijvoorbeeld veel ammonium terecht in de bodem, dat vervolgens wordt omgezet naar nitraat. Nitraat is goed oplosbaar in water, waardoor het gemakkelijk wegspoelt in het grond- en oppervlaktewater. Dat proces is een belangrijke reden waarom te veel stikstof zo'n grote milieuimpact heeft.

 

Ingewikkeld molecuul

"Ondanks dat het enzym zo belangrijk is voor de stikstofcyclus, wisten we maar weinig over de werking ervan", vertelt Mike Jetten (verwijst naar een andere website), hoogleraar Microbiële ecologie aan de Radboud Universiteit. "Het heeft ons meer dan tien jaar gekost om de molecuulstructuur van dit enzym in de anammoxbacterie in kaart te brengen."

 

"NXR blijkt ingewikkeld in elkaar te zitten en onverwachte onderdelen te bevatten", aldus Thomas Barends van het Max Planck Institute for Medical Research in Heidelberg. "Samen met onze collega's in Frankfurt hebben we er een bouwsteen in gevonden die ervoor zorgt dat het eiwit zich tot lange draden samenvoegt. We hebben nu ook meer inzicht gekregen in hoe eiwitten zich in het algemeen kunnen organiseren in de cel."

 

Afvalwater en raketbrandstof

Dat nu eindelijk bekend is hoe NXR werkt, helpt onder andere bij het inzetten van de anammoxbacterie voor interessante toepassingen. Jetten: "Anammox heeft dit enzym nodig om te groeien, maar groeit van nature erg traag. Nu kunnen we mogelijk de bottlenecks in het groeiproces opheffen, zodat we de bacterie in kleinere en snellere installaties kunnen toepassen."

 

Nijmeegse microbiologen onderzoeken al lange tijd de eigenschappen van de bijzondere anammoxbacterie. Deze is namelijk als enige ter wereld in staat om het schadelijke ammonium om te zetten naar het onschadelijke stikstofgas zonder daarbij zuurstof te gebruiken. Sinds de ontdekking van de bacterie wordt anammox veelvuldig ingezet voor afvalwaterzuivering.

 

Een jaar geleden ontdekten de microbiologen dat de bacterie stroom kan helpen opwekken uit afvalwater. "Deze - in eerste instantie onmogelijke - reactie hebben we mogelijk gemaakt door het NXR-enzym te omzeilen. Het staat ook nog op onze bucketlist om anammox op grote schaal raketbrandstof te laten produceren. Ook hiervoor is het handig als we weten hoe we het enzym beter kunnen omzeilen: dan zal de bacterie zich minder richten op groei, maar meer op het maken van het bijproduct hydrazine, een grondstof voor raketbrandstof."

 

Gerelateerd nieuws

Alcoholgehalte ook meetbaar bij het oor

'Blazen' met het ... ehhh ... oor?

Wetenschappers van de Tokyo Medical and Dental University in Japan hebben een prototype apparaat gebouwd dat realtime veranderingen in het alcoholgehalte in het bloed meet met behulp van commerciële oorkappen. De…

Innovatieprogramma ZorgTech van start

Innovatieprogramma ZorgTech van start

Technologische oplossingen spelen een belangrijke rol bij het verbeteren en betaalbaar houden hiervan de zorg. Veel bedrijven en zorgpartijen die met technologische zorgoplossingen komen, vinden maar moeizaam hun weg in…

Deelgebruik beademingsmachines mogelijk in noodsituaties

Deelgebruik beademingsmachines mogelijk in noodsituaties

Twee patiënten die tegelijk gebruik maken van één beademingsmachine, ook wel ‘splitting the ventilator’: in noodsituaties rondom de Covid-19 crisis is het een reële optie om het tekort aan deze machines het hoofd…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Volledig metalen transponderschakelaar CTA

Met een volledig metalen behuizing is deze CTA een nóg sterkere variant dan de kunststof versie.

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

23 september 2021, Brainport Industries Campus, Eindhoven

[RE]CONNECT EVENT

Een conferentie over test- en meettechnologieën voor ingenieurs, wetenschappers en managers.

23 september 2021

Online dag over simulaties voor milieutechniek

Comsol houdt een online event over de toepassing van simulaties binnen de milieutechniek.

28 september 2021

Electronics & Applications

E&A gaat over de totale elektronicaketen van print tot product.

Meer agendapunten »