Учені навчились виробляти електрику зі стічних вод

Американські вчені розробили технологію, що дозволяє очищати міські стічні води й одночасно виробляти електрику за допомогою бактерій, які руйнують органіку й виділяють електрони, повідомляють РИА Новости з посиланням на журнал Science.

Група інженерів під керівництвом Брюса Логана (Bruce Logan) з університету штату Пенсільванія в місті Юніверсіті Парк (США) винайшла новий спосіб отримання електрики, експериментуючи з бактеріальними паливними комірками й установкою так званого зворотного електродіалізу.

"Ми взяли дві технології з обмеженою сферою застосування, з'єднали їх і отримали нову, що дозволяє обійти обмеження її індивідуальних складових", — пояснив Логан.

Як пояснюють вчені, біопаливні батареї виробляють електрику за допомогою спеціальних штамів бактерій, що виділяють електрони в навколишнє середовище. У таких осередках бактерії поглинають поживні речовини й виділяють частину енергії у вигляді протонів і електронів, що створюють електричний струм.

Електрогенератори на основі зворотного електродіалізу дозволяють отримувати енергію з різниці в солоності двох змішуваних потоках рідини. Для цього ємність пристрою ділиться на набір із вузьких осередків за допомогою спеціальних мембран, які пропускають іони позитивно зарядженого натрію чи негативно зарядженого хлору.

При роботі цієї батареї через частину осередків пропускається солона вода, а через сусідні з ними — дистильована рідина. Частково проникні мембрани пропускають тільки позитивні або негативні іони, в результаті чого в посудині виникає різниця потенціалів, яка проявляється у вигляді електричного струму.

Логан і його колеги виявили, що підключення біопаливного елемента до установки зворотного електродіалізу помітно поліпшило її ефективність і дозволило зменшити кількість мембран у ній. Новий електрогенератор може бути використаний для очищення міських і промислових стічних вод.

"Бактерії в комірці швидко розправилися з органічними частками у стічних водах. Ця частина відходів найгірше витягується з води традиційними методами, і її ефективне видалення вимагає застосування складних фільтрів. Більші частинки, з якими мікроби справляються погано, можна видалити класичними методами", — продовжив інженер.

Як пояснюють спеціалісти, в їхньому електрогенераторі-очиснику стічні води займають місце відносно чистої води. Замість солі використовується карбонат амонію — сполука аміаку й вуглекислого газу.

Ця сіль ідеально підходить для переробки рідких відходів — у неї низька собівартість, вона легко випаровується з розчину при нагріванні до 43 градусів Цельсія. Для цього можна використовувати тепло відпрацьованих газів та інші види втраченої енергії на промислових підприємствах.

"Втрачене тепло з'їдає від 7% до 17% енергоресурсів, які витрачаються промисловістю. Практично скрізь існує джерело такого тепла, яке втрачається безповоротно. Наша технологія дозволить використовувати його", — підсумовує Логан.