Điện được tạo ra từ nước thải nhờ công nghệ mới
Các nhà khoa học Nga đang phát triển công nghệ pin nhiên liệu vi mô mới (MFCs) có thể giúp tạo ra điện thông qua quá trình oxy hóa chất hữu cơ bởi các vi sinh vật đặc biệt.
Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc Đại học Công nghệ Hóa học Nga D. Mendeleev (MUCTR) được công bố trên tạp chí Energies.
Khả năng của các thiết bị này đã tăng lên đáng kể trong thời gian gần đây. Và các nhà khoa học coi việc kết hợp chúng với hệ thống xử lý nước thải như một nguồn năng lượng xanh đầy hứa hẹn.
Một số vi sinh vật có thể tìm thức ăn trong môi trường yếm khí bằng cách oxy hóa chất hữu cơ. Đồng thời giải phóng điện tử ra môi trường bên ngoài.
Nguồn gốc phát minh
>>XEM THÊM TẠI MỤC KHOA HỌC
Vào đầu thế kỷ XX, các nhà khoa học đã cố gắng sử dụng những vi sinh vật như vậy để sản xuất điện. Nhưng cho đến gần đây, sức mạnh của MFCs vẫn chưa đáng kể. Pin vi sinh có thể chạy trên nhiều loại chất hữu cơ. Bao gồm nước thải hoặc chất thải công nghiệp.
Các nhà khoa học giải thích rằng việc tìm ra cấu hình MFCs tối ưu không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Đòi hỏi mô hình toán học có tính đến vật liệu điện cực. Nồng độ cơ chất hữu cơ và tốc độ nạp liệu. Độ pH của môi trường. Hình dạng hệ thống và các yếu tố khác.
“Chúng tôi đã phát triển một mô hình MFCs toàn diện vượt qua các chất tương tự một cách chi tiết. Trong đó đã tính toán đồng thời sự phát triển của quần thể vi sinh vật. Tốc độ tiêu thụ và hình thành chất hữu cơ dễ ôxy hóa. Sự di chuyển điện của proton giữa các điện cực. Sự khuếch tán của các thành phần hữu cơ động học của phản ứng điện hóa.
Sử dụng mô hình này, chúng tôi đã tính toán các quy luật cơ bản mới của hệ thống. Và tối ưu hóa một trong những đặc điểm quan trọng – nồng độ của chất hữu cơ”, phó giáo sư Violetta Vasilenko từ Đại học Công nghệ Hóa học D. Mendeleev của Nga cho biết.
Kết quả thí nghiệm khoa học
Một dung dịch glucose trong một hỗn hợp muối được dùng làm chất nền trong pin. Nguồn vi sinh vật là bùn hoạt tính được sử dụng để xử lý nước thải.
Các nhà khoa học đã tinh chỉnh các giá trị của các thông số được nhúng trong mô hình dựa trên kết quả thí nghiệm. Và sau đó sử dụng mô hình để tính toán nồng độ tối ưu của glucose trong dung dịch dinh dưỡng. Tương tự, các thông số MFCs quan trọng khác có thể được tối ưu hóa. Bằng cách sử dụng mô hình đề xuất.
Theo Anatoly Antipov, nhà nghiên cứu hàng đầu tại Khoa Hóa học tại Đại học Tổng hợp Lomonosov Moscow. Nhu cầu về các loại máy phát điện sử dụng nguyên liệu hữu cơ tái tạo đang không ngừng tăng lên trong bối cảnh mức tiêu thụ điện tăng đều đặn.
Trong tương lai, các nhà khoa học của MUCTR đang có kế hoạch sử dụng mô hình mới. Để phát triển một hệ thống hybrid xử lý nước thải với phát điện đồng bộ.
Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học. Từ Khoa Công nghệ Máy tính Thông tin và Khoa Công nghệ Sinh học thuộc Đại học Công nghệ Hóa học D. Mendeleev của Nga. Cùng với các nhà nghiên cứu từ Viện Hóa lý và Điện hóa Frumkin thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga (IPCE RAS) và Đại học Genoa (Ý).
Đọc thêm nhiều tin tại Cra.
Nguồn: khoahoc.tv
