可持续能源系统的一个重大问题是如何储存风，太阳能和海浪产生的电力。目前，没有现有技术能够以较低的财务和环境成本为可持续能源提供大规模存储和能量回收。

工程电活性微生物可以成为解决方案的一部分; 这些微生物能够从太阳能或风能中借用电子，并利用能量将二氧化碳分子从空气中分离出来stylechina.com。然后微生物可以吸收碳原子以制备生物燃料，例如异丁醇或丙醇，其可以在发电机中燃烧或添加到汽油中。

“我们认为生物学在创建可持续能源基础设施方面发挥着重要作用，”康奈尔大学生物与环境工程助理教授Buz Barstow说。“一些角色将起支持作用，一些角色将扮演重要角色，我们正试图找到生物学可以发挥作用的所有场所。”

巴斯托是“生物工程电能储存”的高级作者，发表在  “生物工程杂志”上。

添加电工程（合成或非生物）元素可以使这种方法比单独的微生物更有效和更有效。与此同时，拥有多种选择也会产生太多的工程选择。该研究提供信息以根据需要确定最佳设计。

“我们正在建议一种新方法，我们将生物和非生物电化学工程拼接在一起，以创造一种储存能量的新方法，”巴斯托实验室的研究生和该论文的第一作者Farshid Salimijazi说。

自然光合作用已经提供了一个大规模储存太阳能的例子，并将其转化为封闭碳循环中的生物燃料。它在一年中捕获的太阳能大约是所有文明在同一时间使用的六倍。但是，光合作用在收获太阳光时效率很低，吸收不到百分之一的能量会影响光合细胞。

电活性微生物让我们用光伏技术取代生物光捕获。这些微生物可以吸收电力进入新陈代谢，并利用这种能量将二氧化碳转化为生物燃料。该方法显示出以更高效率制造生物燃料的许多希望。

电活性微生物还允许使用其他类型的可再生电力，而不仅仅是太阳能电力来为这些转换提供动力。此外，某些种类的工程微生物可能会产生可能被掩埋的生物塑料，从而从空气中去除二氧化碳（温室气体）并将其隔离在地下。通过将生物塑料或生物燃料转化为电能，可以改造细菌以逆转该过程。这些相互作用都可以在室温和压力下发生，这对效率很重要。

作者指出，使用电力进行碳固定（将碳从碳吸收到有机化合物中的碳，如生物燃料）的非生物学方法开始匹配，甚至超过微生物的能力。然而，电化学技术不擅长产生生物燃料和聚合物所必需的复杂分子种类。设计的电活性微生物可以设计成将这些简单的分子转化为更复杂的分子。

工程微生物和电化学系统的组合可以大大超过光合作用的效率。这组作者说，由于这些原因，与两个系统结合的设计提供了最有希望的储能解决方案。

“从我们所做的计算中，我们认为这绝对是可能的，”Salimijazi说。

该论文包括碳固定的生物和电化学设计的性能数据。巴斯托说，目前的研究是“第一次有人聚集在一个地方所需的所有数据，以便对所有这些不同的碳固定方式的效率进行一对一的比较。”

在未来，研究人员计划使用他们组装的数据来测试电化学和生物成分的所有可能组合，并从众多选择中找到最佳组合。

该研究得到康奈尔大学和Burroughs-Wellcome基金会的支持。