SEM-bilder av GA/Pt-inkubation med S. oneidensis MR-1:(A) ovanifrån, (B) och (C) förstorad tvärsnittsvy av olika delar av GA/Pt-inkubation med S. oneidensis MR-1. Kreditera: Vetenskapens framsteg (2015). DOI:10.1126/sciadv.1500372
(Phys.org)—Ett team av forskare från flera institutioner i Kina har utvecklat en fristående anod som kan användas för att överföra elektrolyter från bakterier i avloppsvatten till en mikrobiell bränslecell. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskapens framsteg , teamet beskriver hur de byggde sin sond, dess effektivitet och deras planer för att förbättra deras design.
Att behandla mänskligt avfall är en energikrävande process, med vissa uppskattningar som tyder på att den står för 3 till 5 procent av all el som förbrukas i USA. Frustrerande nog, forskare har inte kunnat hitta ett sätt att använda avfallet för att skapa elektricitet för att behandla det, på ett sätt som är tillräckligt effektivt för att göra det värt besväret – mycket av den nuvarande tekniken kretsar kring jäsning och förbränning av metan som resulterar, men en sådan process är ännu inte tillräckligt effektiv för att motivera användning i faktiska reningsanläggningar för avloppsvatten. Ett annat tillvägagångssätt är att skapa avloppsbaserade bränsleceller som skulle fungera genom att dra bort bakteriella elektrolyter från avfallet och använda det för att skapa elektricitet – det är det tillvägagångssätt som teamet i Kina har tagit.
Den nya anoden är baserad på en 3D-grafenaerogel dekorerad med platinananopartiklar - teamet beskriver den som en "makroporös struktur som är gynnsam för mikroorganismimmobilisering och effektiv elektrolyttransport." I labbet ser det ut som en pimpstensklump, den porösa ytan ger mer yta. Teamet testade sonden först med vatten infekterat med Shewanella oneidensis bakterie, noterar hur bakterierna fastnade i anodens porer. De testade det vidare med en mikrobiell bränslecell och avloppsvattenprover tagna från en verklig reningsanläggning, och bevisade att sonden fungerade som designad genom att använda den resulterande energin som hämtas från avloppsvattnet för att driva en liten digital kökstimer.
Forskargruppen erkänner att deras process fortfarande inte är tillräckligt effektiv för praktisk användning, men antyder att deras sond är en demonstration av vad som kan bli en riktig tillämpning. Ytterligare hinder att övervinna kommer att inkludera att ersätta platina med något mycket billigare, och hitta ett sätt att göra sonden tillräckligt hållbar för att hålla i flera år nedsänkt i råavlopp.
© 2015 Phys.org
