Aktuálne správy Späť na správy
Technológie: Mikrobiálne elektročlánky
Friday 04 June 2010 Zväčšiť písmo | Vytlačiť stránku
Tempe 4. júna (TASR) – Špecializované baktérie umožňujú efektívnu a environmentálne čistú výrobu elektrickej energie. Dá sa to využiť aj na získavanie vodíka.
V časopise Bioresource Technology to predbežne online oznámil Prathap Parameswaran z Ústavu biodizajnu pri Arizonskej štátnej univerzite v Tempe (USA) s kolegami.
Ide o tzv. mikrobiálne elektrochemické články (MXC). Základom je dýchanie baktérií ako prostriedok uvoľňovania elektrónov, použiteľných na výrobu elektrického prúdu, teda environmentálne čistej elektrickej energie.
Príslušné zariadenie po malej obmene zvláda aj elektrolýzu vody, čo ponúka rovnako environmentálne čistú výrobu vodíka. MXC pripomínajú batériu s komorou vo forme zaváracej fľaše na každej koncovke. Baktérie rastú v „kladnej“ (anóda). Minulé experimenty preukázali, že baktériám sa darí na anódovej elektróde, pričom ich možno „kŕmiť“ farmárskym odpadom, napríklad hnojom ošípaných. Pri raste prenášajú elektróny na elektródu, čím generujú elektrinu.
Variantom sú mikrobiálne elektrolýzové články (MEC). Elektróny vyprodukované na anóde sa v nich pripájajú ku kladne nabitým protónom na zápornej elektróde (katóda), čím vzniká vodík. „Reakcie na anóde MEC sú tie isté ako v prípade MXC, používanej na výrobu elektriny. Odlišné výstupy určuje režim činnosti,“ povedal Prathap Parameswaran.
Ak baktérie rastú v bezkyslíkovom prostredí, priľnú k anóde MXC, na ktorej vytvoria lepkavý cukrovo-bielkovinový povlak, tzv. biofilm. Pri „kŕmení“ organickým odpadom si baktérie v tomto biofilme efektívne podelia úlohy – niektoré fermentujú, iné zachytávajú vodík a ešte iné dýchajú na samotnej anóde. Biofilm je vysoko elektricky vodivý, takže hladko prenáša elektróny na anódu, odkiaľ putujú po gradiente prúdu na katódovú stranu.
Prathpap Parameswaran s kolegami teraz zistil, že rozsah toku elektrónov z anódy na katódu možno ešte zvýšiť nasadením dodatočných baktérií, tzv. homoacetogénov, do anódovej komory. Zachytávajú elektróny z vodíka v kŕmnom odpade, čím vzniká acetát, vhodný zdroj elektrónov pre baktérie na anóde. V priaznivých podmienkach efektívnejšie premieňajú vodík na elektrický prúd naviazaním na homoacetogény. Vedcom sa navyše podarilo chemicky (kyselinou 2-brómetán-sulfónovou) znížiť vplyvy iných mikróbov, tzv. metanogénov, ktoré inak odoberajú časť elektrónov v systéme, čím klesá vyrábaný prúd.
Použitie takýchto systémov vo veľkom by naraz riešilo dva závažné problémy: likvidáciu poľnohospodárskych odpadov a výrobu environmentálne čistej energie. Najprv však treba dôkladnejšie preskúmať vzťahy jednotlivých bakteriálnych spoločenstiev v MXC.
Zdroj: Komuniké Arizona State University z 1.6.2010
Všetky práva vyhradené. Publikovanie alebo ďalšie šírenie správ a fotografií zo zdrojov TASR je bez predchádzajúceho písomného súhlasu TASR porušením autorského zákona
