Устройство, което произвежда електричество от отпадъчна вода, създадоха учените от Държавния университет в Пенсилвания, съобщи „Нейчър“.
Технологията, която комбинира два новаторски метода във възобновяемата енергия – единия, разчитащ на бактерии, а другия – на солената вода, генерира повече електричество от всеки един от тях поотделно и в същото време пречиства отпадъчната вода.
Според създателите на изобретението отпадъчната вода съдържа огромно количество енергия под формата на органични вещества. Във водата, която идва от жилищните сгради, има девет пъти повече химическа енергия от тази, необходима за обработването й, а това количество, заедно с енергията от отпадъчната вода от производството на храна и от животновъдството, би било достатъчно за поддържането на цялата водна инфраструктура на САЩ, смята авторът на изследването Брус Лоугън.
Един от методите за превръщане на тази енергия в използваема форма са микробните горивни клетки. При тях микроорганизми разграждат и окисляват органичните вещества – процес, при който се освобождават електрони, които се придвижват към положително заредени електроди. В същото време водородните йони от водата преминават през полимерна електролитна мембрана и попадат в отделна катодна камера. Електроните се придвижват от анода към катода, генерирайки електрически ток, и заедно с водородните йони и заобикалящия ни кислород образуват чиста вода.
За да повишат ефективността на процеса, Лоугън и колегите му добавили към микробната горивна клетка втори процес – обратната електродиализа, при която смесването на сладката и солената вода се използва за генериране на енергия. При обратната електродиализа вода от два източника се изпомпва през мембрани, пропускащи само положително или отрицателно заредени йони. Така всички отрицателно заредени йони се движат в една посока, а положително заредените йони – в друга. Мембраните са свързани с електроди с обратен заряд, така че с придвижването на йоните към съответните електроди се създава електрически ток.
Използването на много мембрани обаче оскъпява значително технологията, разказва Лоугън. Освен това електроцентралите, използващи този метод, трябва да бъдат разположени в морето. Лоугън и екипът му твърдят, че броят на мембраните може да бъде намален, а генерираното електричество да се увеличи, като се комбинират двете технологии в тяхната микробна горивна клетка с обратна електродиализа. Освен това прототипната технология заобикаля и необходимостта от солена вода, тъй като използва разтвор на амониев бикарбонат, което означава, че системата може да работи и далече от морето. Такава система може да произведе 0,94 киловатчаса електроенергия на килограм органичен отпадък, докато при конвенционалното пречистване на отпадъчната вода се изразходват 1,2 киловатчаса на килограм, посочват учените. „Не само получаваме повече енергия, но и пречистваме водата по-бързо и по-ефективно“, обобщава Лоугън.