Νανοτεχνολογία ηλεκτρική ενέργεια από τα λύματα

Νανοτεχνολογία  ηλεκτρική ενέργεια από τα λύματα
 - Μηχανικοί στο Oregon State University έχουν κάνει μια σημαντική πρόοδο προς την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τα λύματα, με τη χρήση των νέων επιχρισμάτων στις ανόδους των μικροβιακών κυττάρων και με τον τροπο αυτο αύξησαν την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας περίπου 20 φορές.
 οι ερευνητές μας φέρνουν ένα βήμα πιο κοντά στην τεχνολογία που θα μπορούσε να καθαρίσει τα βιολογικά απόβλητα ταυτόχρονα και την αυξηση της ηλεκτρικής ενέργειας - μια πολλά υποσχόμενη νέα καινοτομία στην επεξεργασία των λυμάτων και των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Μηχανικοί διαπίστωσε ότι από ανόδους επίστρωση γραφίτη με ένα στρώμα των νανοσωματιδίων χρυσού, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας αυξήθηκε 20 φορές. Επιστρώσεις με το παλλάδιο παρήγαγε μια αύξηση, αλλά όχι τόσο πολύ. Και οι ερευνητές πιστεύουν ότι επιστρώσεις νανοσωματιδίων σιδήρου - που θα είναι πολύ φθηνότερο από το χρυσό - θα μπορούσε να παράγει ηλεκτρική ενέργεια αυξάνεται παρόμοια με εκείνη του χρυσού, τουλάχιστον για ορισμένους τύπους βακτηρίων.

"Αυτό είναι ένα σημαντικό βήμα προς το στόχο μας", δήλωσε ο Frank Chaplen, αναπληρωτής καθηγητής της βιολογικής και οικολογικής μηχανικής. «Χρειαζόμαστε ακόμη ορισμένες βελτιώσεις στο σχεδιασμό του θαλάμου καθόδου, και μια καλύτερη κατανόηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ των διαφορετικών ειδών μικροβίων. Αλλά η νέα προσέγγιση παράγει σαφώς περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια."

Σε αυτή την τεχνολογία, τα βακτήρια από τα βιολογικά απόβλητα, όπως η αποχέτευση τοποθετείται σε θάλαμο ανόδου, όπου σχηματίζουν ένα βιοφίλμ, καταναλώνουν θρεπτικά συστατικά για  να αναπτυχθούν, κατά τη διαδικασία της απελευθέρωσης των ηλεκτρονίων. Στο πλαίσιο αυτό, τα λύματα είναι κυριολεκτικά το καύσιμο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Σε σχετική τεχνολογία, μια παρόμοια προσέγγιση μπορεί να είναι σε θέση να παράγει αέριο υδρογόνο, αντί της ηλεκτρικής ενέργειας, με τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί σε κυψέλες καυσίμου υδρογόνου που μπορεί να τροφοδοτήσει τα αυτοκίνητα του μέλλοντος. Σε κάθε περίπτωση, η επεξεργασία των λυμάτων θα μπορούσε να αλλάξει από μια ενέργεια που καταναλώνουν σε μια τεχνολογία που  να παράγει χρήσιμη ενέργεια.

Οι ερευνητές στο Κολέγιο Μηχανικών OSU College και Γεωπονικών Επιστημών, συμπεριλαμβανομένου του Χονγκ Λίου, επίκουρος καθηγητής της βιολογικής και οικολογικής τεχνολογίας, είναι οι εθνικοί ηγέτες στην ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας, η οποία θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά το κόστος της επεξεργασίας των λυμάτων στις Ηνωμένες Πολιτείες. Θα μπορούσε επίσης να βρεθουν εφαρμογές σε αγροτικές περιοχές ή αναπτυσσόμενες χώρες, όπου η έλλειψη επαρκούς τροφοδοσίας καθιστά αδύνατη την επεξεργασία των λυμάτων. Μπορεί να είναι δυνατό να δημιουργηθούν εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων που είναι απολύτως αυτάρκης όσον αφορά τη χρήση της ενέργειας.

Η τεχνολογία λειτουργεί ήδη σε βάση εργαστήριο, οι ερευνητές λένε,  οι πρόοδοι είναι  για να μειώθει το κόστος, να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα και την ηλεκτρική ισχύ, και να προσδιορίσει τις χαμηλότερες του κόστους υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν.

Αυτή η έρευνα έχει υποστηριχθεί από το National Science Foundation και το Όρεγκον Νανοεπιστημών και μικροτεχνολογίες Ινστιτούτο.
"Οι πρόσφατες εξελίξεις  νανοκατασκευής παρέχει μια μοναδική ευκαιρία για την ανάπτυξη αποδοτικών υλικών ηλεκτροδίων λόγω των αξιοσημείωτων νανοϋλικών», έγραψαν οι ερευνητές στην έκθεσή τους.