Μικρόβια «αφοδεύουν» ωφέλιμη ενέργεια

0
10

Επιστήμονες και μηχανικοί γνωρίζουν εδώ και αρκετό καιρό τις μικροβιακές κυψέλες καυσίμων. Πρόκειται για μικροσκοπικούς οργανισμούς που διαβιούν σε περιβάλλοντα χωρίς οξυγόνο (αναερόβιες συνθήκες) και όταν καταναλώνουν οργανική ύλη ως καύσιμο, παράγουν επιπλέον ηλεκτρόνια τα οποία στη συνέχεια απορρίπτουν με τα περιττώματά τους στο περιβάλλον.

Πώς όμως μπορεί κάποιος να συλλέξει ηλεκτρόνια από μικροσκοπικά πλάσματα;

Μηχανικοί του Πανεπιστημίου Στάνφορντ στην Καλιφόρνια, σε μελέτη που δημοσίευσαν στην επιθεώρηση PNAS, περιγράφουν πώς νήματα άνθρακα στην αρνητική άνοδο ενθαρρύνουν τα μικρόβια να αναπτύξουν έλικες σε σχήμα αμπελόφυλου (100 από τα μικρόβια που απεικονίζονται στη φωτογραφία χωρούν στο πλάτος μιας μοναδικής ανθρώπινης τρίχας): όπως εξηγεί ο Ζινγκ Ζιέ τα μικρόβια δημιουργούν νανοκαλωδιώσεις για να απορρίψουν τα επιπλέον ηλεκτρόνια. Τα νήματα άνθρακα συλλέγουν τα ηλεκτρόνια και τα μεταφέρουν χωρίς απώλειες σε μια θετική άνοδο από οξείδιο του αργύρου. Το οξείδιο του αργύρου μετατρέπεται σε άργυρο που αποθηκεύει αποδοτικά την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τα περιττώματα των μικροβίων.

Η ερευνητική ομάδα υπολογίζει ότι με αυτή τη διαδικασία μπορεί να μετατραπεί σε ωφέλιμη ενέργεια το 30% του φορτίου που βρίσκεται στα απορρίμματα, ποσοστό συγκρίσιμο με την αποδοτικότητα των φωτοβολταϊκών πάνελ ή τη θερμική και ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τη ζύμωση του μεθανίου.

Τα μικρόβια μετατρέπουν το 44%-49% της οργανικής μάζας (ανάλογα με τη μέθοδο μέτρησης που ακολουθείται), ωστόσο η ανάκτηση της ενέργειας από τον άργυρο μειώνει τη συνολική αποδοτικότητα.

Η ανακοίνωση των επιστημόνων του Στάνφορντ επισημαίνει ένα ακόμα ενδιαφέρον σημείο: η επεξεργασία των αστικών λυμάτων στον αναπτυσσόμενο κόσμο αντιστοιχεί στο 3% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας. Το μεγαλύτερο μέρος της κατανάλωσης αφορά στην άντληση αέρα μέσα στα λύματα των συμβατικών μονάδων όπου τα βακτήρια χρησιμοποιούν οξυγόνο κατά τη διαδικασία της χώνευσης. Αφού τα συγκεκριμένα μικρόβια επεξεργάζονται την τροφή τους σε αναερόβιες συνθήκες, προηγμένες μονάδες επεξεργασίας θα μπορούσαν να βασιστούν στις πεπτικές του ηλεκτροπαραγωγικές ιδιότητες για να εξοικονομήσουν ενέργεια κατά την άντληση του αέρα.

Το επόμενο βήμα περιλαμβάνει την εφαρμογή της τεχνολογίας σε μεγαλύτερη κλίμακα και τη χρήση φθηνότερων υλικών ώστε να καταστεί εμπορικά εκμεταλλεύσιμη.

econews

Σχόλια