Reklama: Chcesz umieścić tutaj reklamę? Zapraszamy do kontaktu »
Powrót do listy wiadomości Dodano: 2006-08-16  |  Ostatnia aktualizacja: 2006-08-16
Postęp w dziedzinie ogniw mikrobiologicznych
Postęp w dziedzinie ogniw mikrobiologicznych
Postęp w dziedzinie ogniw mikrobiologicznych
Naukowcy z Washington University w St. Louis kontynuują pracę nad mikrobiologicznym ogniwem paliwowym, które generuje energię ze ścieków. Postęp w badaniach, jaki dokonał się w ciągu ostatniego roku, zwiększył moc wyjściową ogniwa 10-krotnie. Naukowcy myślą już o kolejnych generacjach ogniwa, w których moc wyjściowa będzie jeszcze 10 razy większa. Takie ogniwo mogłoby się sprawdzić w przemyśle spożywczym i rolnym jako źródło elektryczności czerpanej wprost ze ścieków.

Lars Angenent, docent inżynierii chemicznej, członek University's Environmental Engineering Science Program, opracował zasilane w sposób ciągły ogniwo paliwowe, w którym substancja czynna przepływa w kierunku wertykalnym (Upflow Microbial Fuel Cell – UMFC). W artykule opublikowanym w portalu Environmental Science Technology, Angenent opisał zasadę działania ogniwa, która polega na ciągłym przepompowywaniu ścieków przez cylinder wypełniony granulkami węgla aktywnego. W wielu wcześniejszych eksperymentach z mikrobiologicznymi ogniwami paliwowymi stosowano system zamknięty z pojedynczą porcją pożywki mineralnej. Jednak ze względu na małą praktyczność tego rozwiązania, możliwości zastosowania go w przemyśle są ograniczone. Wady tej pozbawiona jest konstrukcja Angenenta, która zasilana jest przez ścieki w sposób ciągły. Dzięki temu powinna znaleźć zastosowanie w tych gałęziach przemysłu, w których produkcji przemysłowej towarzyszy odprowadzanie ścieków.

W nowym ogniwie substancja organiczna ze ścieków stanowi pożywkę dla wielu kultur bakterii, które tworzą błonę biologiczną (wielowarstwową kolonię bakterii) na elektrodzie w komorze anody. Wewnątrz komory anody zastosowano niedrogą membranę do wymiany protonów w kształcie litery U, która oddziela elektrodę dodatnią od ujemnej. Bakterie podczas pożywiania się na materiale organicznym znajdującym się w ściekach, uwalniają elektrony, które są następnie przechwytywane do anody. Poprzez przewód elektryczny ładunki ujemne przepływają do odbiornika a następnie do katody, gdzie łączą się z protonami powstałymi w wyniku reakcji metabolicznych bakterii i tlenem, tworząc wodę.

Zaprezentowane ogniwo jest drugą tego typu konstrukcją opracowaną przez Angenenta. W zeszłym roku zaprezentował ogniwo UMFC, w którym katoda znajdowała się powyżej anody. Nowe rozwiązanie w kształcie litery U zapewnia większą powierzchnię wymiany i mniejszą odległość pomiędzy anodą i katodą. Dzięki temu zredukowano straty mocy powstałe wskutek oporu. Wprowadzenie tych dwóch zmian umożliwiło dziesięciokrotne zwiększenie mocy z maksymalnie 3 watów z metra sześciennego roztworu w starym ogniwie do maksymalnie 29 watów z metra sześciennego w nowym. Moc ciągła w systemie może wynieść przeciętnie 20 watów z metra sześciennego, wystarczająco dużo, żeby zasilić małą żarówkę.

Angenent i jego asystent, Jason He, badają różne kształty przestrzeni międzyelektrodowej, jakie można zastosować w ogniwie, aby zwiększyć moc i zredukować opór w systemie. Angenent twierdzi, że potrzebne są jeszcze dwa przełomowe odkrycia, żeby UMFC było oszczędne. Niestety nie wie jeszcze, czego miałyby one dotyczyć.

Produkcja UMFC będzie opłacalna, jeśli ogniwo będzie w stanie wytworzyć 160 watów z metra sześciennego roztworu. Jeśli naukowcy spełnią swoje zapowiedzi i zwiększą moc wyjściową dziesięciokrotnie, ogniwo wytworzy około 300 watów. Takie osiągnięcie udowodniłoby, że UMFC może znaleźć wiele zastosowań w przemyśle spożywczym i rolnym. Biorąc pod uwagę fakt, że nowy system wykorzystuje powszechnie dostępne i tanie materiały, a ścieków jest pod dostatkiem, nowe ogniwo jawi się jako bardzo perspektywiczne rozwiązanie. W przyszłości energia wytworzona przez ogniwo UMFC ze ścieków pochodzących tylko z jednego zakładu przemysłowego wystarczy na zasilenie 900 gospodarstw domowych.

(au)

Kategoria wiadomości:

Z życia branży

Źródło:
Washington University in St. Louis
urządzenia z xtech

Interesują Cię ciekawostki i informacje o wydarzeniach w branży?
Podaj swój adres e-mail a wyślemy Ci bezpłatny biuletyn.

Komentarze (0)

Możesz być pierwszą osobą, która skomentuje tę wiadomość. Wystarczy, że skorzystasz z formularza poniżej.

Wystąpiły błędy. Prosimy poprawić formularz i spróbować ponownie.
Twój komentarz :

Czytaj także