Amikor elgondolkodunk azon, hogyan fogjuk kielégíteni a világ növekvő energiaszükségletét a 21. század folyamán, a vita általában a fosszilis tüzelőanyagok, például a szén, az olaj és a földgáz, és a feltörekvő alternatív energiaforrások, például a szélenergia és a napenergia között mozog. . Ugyanakkor a tudósok és a mérnökök egyre inkább megvizsgálják annak valószínűségét, hogy egy valószínűtlen üzemanyag-forrásba becsavarják a villamos energiát: a szennyvíz, amelyet rendszeresen átöblítünk a csatornába.
A hét elején az Oregon Állami Egyetemi mérnökök új előrelépést jelentettek be a szennyvízből áramot előállító mikrobiális üzemanyagcellák területén. Amint azt az Energy and Environmental Science folyóirat egy cikkében leírták, kifejlesztettek egy olyan technológiát, amely baktériumokat használ fel a szennyvíz biológiailag lebomló alkotóelemeiről az energia kinyerésére 10-50-szer hatékonyabb, mint a korábbi módszerek.
Hong Liu mérnök a laboratóriumi üzemanyagcellával dolgozik. (Fénykép az Oregon Állami Egyetemen keresztül) "Ha ez a technológia olyan mértékben működik, mint ahogy azt hisszük, akkor a szennyvíz kezelése hatalmas energiatermelő lehet, nem pedig hatalmas energiaköltség" - mondta Hong Liu, a tanulmány egyik szerzője. "Ennek hatása lehet a világ minden tájáról, ha sok pénzt takarít meg, jobb vízkezelést biztosít és elősegíti az energia fenntarthatóságát."
A szakértők becslései szerint a szennyvíz kezelésére szolgáló hagyományos módszerek nagy energiát fogyasztanak - az országban felhasznált villamos energia kb. Három százalékát. Ha a tudósok sikerül kitalálni a villamos energia előállításának hatékony módját a folyamat részeként, akkor ezt az egyenletet a fejére fordíthatják. A koncepció már egy ideje érvényben van, de a közelmúltban a gyakorlati haladás közelebb hozott minket az elv kereskedelmi alkalmazásához.
A korábbi módszerek az anaerob emésztésre támaszkodtak, amelynek során a baktériumok oxigén hiányában lebontják a szennyvízben biológiailag lebontható elemeket és melléktermékként metánt (földgázt) állítanak elő. Ez a gáz összegyűjthető és üzemanyagként elégethető.
Az Oregon State csapat technológiája ezzel szemben a szennyvízben lebomló anyagot hasznosítja aerob baktériumok táplálására, amelyek oxigén felhasználásával emésztik az anyagokat. Amikor a mikrobák a szennyvíz ezen alkotóelemeit oxidálják - és viszont megtisztítják a vizet -, folyamatos elektronáramot képeznek. Amint az elektronok az anódból a katódhoz áramolnak egy üzemanyagcellán belül, elektromos áramot képeznek, amelyet közvetlenül lehet áramforrásként felhasználni. Ezenkívül ez a folyamat hatékonyabban tisztítja a vizet, mint az anaerob emésztés, és nem hoz létre nem kívánt melléktermékeket.
A laboratóriumban a csapat felállítása - amely tovább javítja a korábbi terveket szorosabban elhelyezett anódokkal és katódokkal, valamint egy új anyagszétválasztási eljárással, amely a szennyvíz szerves tartalmát koncentráltabb módon izolálja - több, mint két kilovatt / t szennyvíz-köbmétert eredményezett, szignifikánsan nagyobb mennyiség, mint a korábbi anaerob emésztési technológiáknál. Összehasonlításképpen: egy átlagos amerikai háztartás kb. 1, 31 kilovatt villamos energiát fogyaszt egy adott időben. Az új készülék bármilyen szerves anyagon működhet - nem csak a szennyvízen, hanem a szalmán, az állati hulladékokon és a sör és tejipari ipari termelésből származó melléktermékeken is.
A kutatók szerint a laboratóriumban meglehetősen jelentős mértékben bebizonyították a technológiát, és készek egy nagyszabású kísérleti tanulmány folytatására. Pénzügyet keresnek egy nagyméretű üzemanyagcellának felállításához, ideális esetben élelmiszer-feldolgozó üzemmel együtt, amely következetes és nagy mennyiségű szennyvíz áramlást eredményezne. Azt jósolják, hogy amint a technológia bebizonyosodik, és az építési költségek csökkennek, az ilyen szennyvízkezelés alkalmazása olcsó megújuló villamos energiát eredményez és csökkenti a szennyvíz feldolgozásának költségeit.
Ez a technológia különösen vonzó lenne egy fejlődő országban, ahol azonnal megoldja a két problémát: az olcsó villamos energia hiányát és a tiszta víz hiányát. A folyamat hatékonyságának javítását célzó kutatások továbbra is folynak, de úgy tűnik, hogy elég hamarosan véget érnek azok az idők, amikor az energiát az öblítő WC-vel leöblítik.
