Микробные клетки без медиаторов могут перерабатывать органические отходы и преобразовывать энергию, которая к ним поступает непосредственно из растений
В настоящее время отходы и изменение климата беспокоят всё больше людей. Ученые работают над решением обеих этих проблем одновременно. Одним из вариантов может стать выработка электроэнергии из органических отходов. В этом могут участвовать определенные типы бактерий, разрушающие органические отходы, превращая энергию химических связей в электричество.
Как работают микробные топливные элементы?
Существует два типа микробных клеток: с опосредованным механизмом действия и свободные от медиаторов.
Микробные клетки, действующие опосредованно, представляют собой сочетание медиаторов и электрохимически неактивных микробных клеток. Электрохимически неактивные клетки встречаются чаще, чем электрохимически активные. Однако использовать медиаторы может оказаться дорогостоящим производством, которое сопровождается выделением токсических веществ.
Существуют также микробные клетки без медиаторов. Основанные на них микробные топливные элементы, чтобы переносить электроны на электрод, в медиаторах не нуждаются. Эти микробные клетки без дополнительного вмешательства могут перерабатывать органические отходы и преобразовывать энергию, полученную непосредственно из растений.
Одна интересная особенность таких микробных топливных элементов заключается в том, что они могут быть модифицированы для производства большего количества водорода, чем электричества. Если удалить кислород и добавить небольшое напряжение в контур, можно производить газообразный водород.
Применение микробных топливных элементов
Одним из наиболее распространенных применений таких топливных элементов является очистка сточных вод. Микробный топливный элемент может производить около 0,27 кВт∙ч на один кубический их метр. Различные виды топливных элементов содержат разное количество органических веществ. Это означает, что топливный элемент на бытовых сточных водах должен быть настроен иначе, чем, скажем, использующий побочные продукты животноводства.
Информационный портал об энергетике, природных ресурсах и инженерных системах TEPLOKARTA.RU