Jest to na swój sposób cudowna przemiana, nawet jeśli nie równa się zmianie wody w wino. Zakłady oczyszczania wody mogą wkrótce zająć się nie tylko uzdatnianiem wody, ale również produkcją energii.
W zeszłym tygodniu umiejscowiona w Bostonie firma Cambrian Innovation rozpoczęła na dużą skalę testy czegoś co znamy jako mikrobiologiczne ogniwo paliwowe. Miejscem testów jest zakład Naval Surface Warfare Center w stanie Maryland. Biovolt, jak nazywa się ta technologia, może w jeden dzień przekonwertować 2250 litrów ścieków w czystą wodę w ilości zaspokajającej potrzeby 15 osób. Dodatkowo generuje to energię w ilości, która nie tylko pozwala pracować samej technologii, ale pozostawia znaczną nadwyżkę.
Jest to rewelacyjne rozwiązanie, ze względu na fakt, że konwencjonalne systemy i zakłady pożerają ogromne ilości energii. Najczęściej jest to 1.5 kW na każdy kilogram usuniętych zanieczyszczeń. W samych Stanach Zjednoczonych zakłady te stanowią 3% ogólnego zapotrzebowania na energię. Jeśli takie miejsca mogłyby zasilać się same, wykorzystując zanieczyszczenia z wody, systemy te mogłyby stać się tak powszechne jak wykorzystywanie paneli słonecznych do takich celów.
Obecnie stosuje się bakterie do metabolizowania organicznego materiału w ściekach. “Jest tam wiele pożywienia dla nich, tak więc mogą szybko się powielać”, mówi szef działu technologii Cambrian Innovation – Justin Buck. Pod koniec procesu mikroby mogą stanowić aż 1/3 całości masy resztek, które trzeba usunąć. Przed złożeniem odpadów “ciasto z mikrobów” musi być poddane obróbce termicznej oraz chemicznej, co zużywa wiele energii.
Mikrobiologiczne ogniwa paliwowe były reklamowane od dawna jako duży krok na przód. Biochemia biorąca udział w metabolizmie zanieczyszczeń może wygenerować wystarczającą ilość energii, aby zasilić cały proces. Jednakże ogniwa paliwowe są trudne do powiększenia do pożądanych rozmiarów poza warunkami laboratoryjnymi.
BioVolt wykorzystuje szczepy Geobakterii (bakteria beztlenowa żyjąca w osadach, mułach i ściekach) oraz innego mikroba Shewanella oneidensis, w celu skutecznego przetworzenia osadów. Ta wyszukana mieszanka organizmów ma jedną kluczową zaletę – bakterie uwalniają elektrony podczas procesu oddychania, sukcesywnie przekształcając całość w jedną dużą baterię. Ponadto na końcu procesu nie mamy już wspomnianego “ciasta z mikrobów”, a pozostaje nam dodatkowa energia.
Wiele zespołów naukowych pracuje obecnie nad opracowaniem własnej wersji tych komórek. Orianna Bretschger z Craig Venter Institute z San Diego (Kalifornia) testuje obecnie inny sposób na farmie prowadzonej przez San Pasqual High School. Przetwarzane jest tutaj dziennie 630 litrów zanieczyszczeń pochodzących od świń.
Bretschger jest również w trakcie budowy większego systemu pilotażowego, który będzie wprowadzony w Tijuana (Meksyk) jeszcze w tym roku. “Myślę, że projekt znajdzie się na drodze komercjalizacji w ciągu najbliższych 3-5 lat”, mówi naukowiec.
Jej system wykracza poza schemat BioVolt oraz tradycyjne zakłady – może oczyszczać wodę z farmaceutyków – chociażby z syntetycznych estrogenów. W dalszej kolejności jej system na móc usuwać leki przeciwbólowe z wody.
Dyrektor Cambrian Innovation – Matt Silver – widzi przyszłość w różnego rodzaju mikrobiologicznych ogniwach paliwowych, które są w stanie pozbywać się zanieczyszczeń, a do tego uzyskać użyteczne produkty uboczne. Innym projektem firmy jest EcoVolt – dzięki niemu uzyskiwany jest metan, jako efekt oczyszczania wody użytej w produkcji jednego z kalifornijskich browarów. Dodatkowo system obniżył o 15% zapotrzebowania zakładu na energię oraz zmniejszył o 40% zużycie wody.
Cambrian Innovation ma nadzieję ulepszyć technologię BioVolt, aby otrzymywać więcej niż 20,000 litrów dziennie. W taki sposób mikrobiologiczne ogniwa paliwowe mogą stać się tak samo popularne jak panele słoneczne czy wiatrowa energia odnawialna.
Źródło: New Scientist Grafika: Jupiterimages/Getty