Чиста енергия от отпадни води

Бактериите възстановяват водорода от нашите отпадни води

Отпадните води, които се намират в нашите пречиствателни станции, могат да бъдат използвани за генериране на енергия. © Ollo / istock
чете на глас

Находчива идея: Някои бактерии могат да получат истинско съкровище от нашите отпадни води. Експериментите показват, че микробите преобразуват органичните компоненти от този бульон във водород - и по този начин осигуряват ценна енергия. Добивът обаче зависи изключително от хранителните вещества, присъстващи в отпадните води, както установяват изследователите.

Независимо дали се промивате, душ или ходите до тоалетната: всеки ден произвеждаме безброй литри отпадни води. Този бульон от шампоан, изпражнения и съвместно трябва да се преработва в пречиствателни станции за отпадни води. Въпреки това, той може да послужи и за полезни цели там: Учените изследват от няколко години, например, за извличане на енергия от органичните вещества в отпадните води - с помощта на бактерии.

Йоана Василиаду от Универсидад Рей Хуан Карлос в Мадрид и нейните колеги са посветили в този контекст потенциала на така наречените пурпурни бактерии. Тези микроби провеждат фотосинтеза и използват органични молекули и азот за този процес. Така се получават различни странични продукти - един от тях е водород. Интересното при него: Водородът е подходящ за производство на електроенергия и се използва, наред с други неща, в технологията на горивните клетки.

Ябълчена киселина и натриев глутамат

Колко водород произвеждат бактериите зависи от различни фактори като интензивност на светлината, температура и налични хранителни вещества. Но кога добивът на водород е най-големият? За да разбере, изследователският екип проведе експерименти със смес от различни видове бактерии.

Стана очевидно, че ефективността на производството на водород варира значително в зависимост от богатите на хранителни вещества съединения в отпадъчните води. Най-добрите резултати са постигнати от микробната общност с ябълчена киселина и натриев глутамат. „Това показва, че лилавите бактерии могат да извличат ценни биогорива от органична материя, която обикновено присъства в нашите отпадни води“, заявява съавторът Абрахам Естеве-Нунес от университета в Алкала. показ

Допълнителни електрони

За да подобрят допълнително продуктивността на бактериите, учените след това използват електроди. Идеята зад него: Всички микробни метаболитни пътища имат обща валута - електроните. Тези заредени частици се прехвърлят в процеса на фотосинтеза, поемат се и се освобождават. Добавянето на електрони към течащ ток може да повлияе на метаболизма на бактериите.

Тестът показа, че бактериите действително са използвали електроните от отрицателно зареден метален електрод за метаболизма си. "Успяхме ясно да демонстрираме взаимодействията между електродите и лилавите бактерии: отрицателна поляризация на електрода доведе до измерима консумация на електрон", казва Esteve-N ee.

Подобряване на добива?

Обаче: Очевидно микробите не са използвали тези електрони за производството на повече водород. „Вместо това открихме, че те фиксират повече въглерод от органичните съединения и в резултат на това по-малко от него се отделя под формата на въглероден диоксид“, продължава изследователят.

По-нататъшните изследвания трябва да покажат с кои параметри също е възможно увеличено производство на водород. "Ще работим върху този въпрос през следващите години и след това се надяваме да демонстрираме осъществимостта на нашия подход към биоелектрохимичното стимулиране на лилавите бактерии", казва колегата на Василиаду Даниел Пюол. „Производството на водород от отпадни води все още е ново и неизследвано поле“, заключава екипът. (Frontiers in Energy Research, 2018; doi: 10.3389 / fenrg.2018.00107)

(Граници, 14.11.2018 - DAL)