הציפויים Nanotech מציעים אפשרות של "חום" חשמל מן הביוב

Anonim

הציפויים Nanotech מציעים אפשרות של "חום " חשמל מן הביוב

סביבה

דארן מהיר

22 יולי 2010

3 תמונות

ביוב צמחים כמו זה יכול בקרוב להיות עצמאי במונחים של צריכת אנרגיה (תמונה: dweekly באמצעות Flickr)

בעוד שרוב ההתמקדות בייצור חשמל מתחדד מתמקדת בחלופות ירוקות, צוות מהנדסים מאוניברסיטת אורגון סטייט בוחן דרכים לשפר את ייצור החשמל ממקור "חום" - ביוב. המהנדסים גילו כי באמצעות ציפויים חדשים על האנודות של תאים מיקרוביאליים אלקטרוכימיים הם הצליחו להגדיל את ייצור החשמל מביוב כ 20 פעמים.

לדברי החוקרים, הממצאים החדשים הם חידוש חדש בטיפול בשפכים ובאנרגיה מתחדשת, שכן הוא מקרב אותם צעד אחד קדימה לטכנולוגיה שיכולה לנקות את ביו-פסולת, תוך שהיא מפיקה רמות שימושיות של חשמל.

בטכנולוגיה זו, חיידקים מן ביו פסולת כגון ביוב ממוקמים בתא אנודה, שם הם יוצרים biofilm, לצרוך חומרים מזינים לגדול, בתהליך שחרור אלקטרונים. בהקשר זה, הביוב הוא ממש דלק לייצור חשמל.

מהנדסים מצאו כי על ידי ציפוי גרפיט אנודות עם שכבת nanoparticle של זהב, הייצור של חשמל גדל 20 פעמים. ציפוי עם פלדיום הפיק עלייה, אבל לא כמעט כמו הרבה. ו החוקרים מאמינים ציפויים nanoparticle של ברזל - אשר יהיה הרבה יותר זול מאשר זהב - יכול לייצר חשמל עולה דומה לזה של זהב, עבור לפחות כמה סוגים של חיידקים.

"זהו צעד חשוב לקראת המטרה שלנו", אמר פרנק צ'אפלן, פרופסור להנדסה ביולוגית ואקולוגית. "אנחנו עדיין צריכים כמה שיפורים בעיצוב של החדר הקתודה, וכן הבנה טובה יותר של האינטראקציה בין מיני חיידקים שונים. אבל הגישה החדשה היא בבירור לייצר יותר חשמל. "

בטכנולוגיה קשורה, גישה דומה עשויה להיות מסוגל לייצר גז מימן במקום חשמל, עם פוטנציאל לשמש בתאי דלק מימן שעשויים כוח המכוניות של העתיד. כך או כך, הטיפול בשפכים יכול להשתנות מטכנולוגיה הנצרכת בצריכת אנרגיה לאנרגיה שמייצרת אנרגיה שמישה.

לדברי החוקרים, הפיתוח של טכנולוגיה זו יכול להפחית באופן משמעותי את עלות הטיפול בשפכים בארצות הברית. זה יכול גם למצוא יישומים באזורים כפריים או מדינות מתפתחות, שבו היעדר אספקת החשמל נאות עושה טיפול שפכים לא מעשי. ניתן ליצור תחנות לטיפול בשפכים, שהן עצמאיות לחלוטין מבחינת צריכת אנרגיה.

הטכנולוגיה כבר עובדת על בסיס מעבדה, אומרים החוקרים, אך יש צורך בהתקדמות כדי להוריד את עלותה, לשפר את היעילות ואת התפוקה החשמלית ולזהות את החומרים הזולים ביותר שניתן להשתמש בהם.

בדו"ח שלהם, שפורסם באינטרנט בכתב העת Biosensors ו Bioelectronics . לדברי החוקרים, "ההתקדמות האחרונה ב nanofabrication לספק הזדמנות ייחודית לפתח חומרים אלקטרודה יעילה בשל תכונות מבניות, חשמל כימי יוצא דופן של ננו. מחקר זה הראה כי ננו קישוט יכול מאוד לשפר את הביצועים של אנדות מיקרוביאלית.

האם יש סיכוי שבעתיד נקבל תשלום עבור ישיבה על האסלה ומספקת את חברת החשמל המקומית עם דלק ביולוגי? באירוע בלתי סביר זה, אנשים "מלאים בו" יכולים לשבת על מכרה אנרגיה פוטנציאלי.

ביוב צמחים כמו זה יכול בקרוב להיות עצמאי במונחים של צריכת אנרגיה (תמונה: dweekly באמצעות Flickr)

סכמטי של מערכת אלקטרוליטית מיקרוביאלית

חיידקים על דיודה MEC כי לשבור חומרים אורגניים כדי ביו