Bene švariausia atsinaujinančios energetikos rūšis – mikrobiniai kuro elementai (MKE). Tai jau daugiau nei šimtmetį tobulinama ir tyrinėjama energetikos šaka, netolimoje ateityje tikrai atrasianti savąją nišą.
Nuotekų siurblinė
© DELFI / Karolina Pansevič

Mikrobinis kuro elementas (MKE), kartais dar vadinamas biologiniu kuro elementu, yra bioelektrocheminė sistema, kurioje gaminama elektra, tiekiama elektros srovė. Tai vyksta pasitelkiant tam tikras bakterijas – egzoelektrogenus ir imituojant šių bakterijų gyvenimo sąlygas bei gyvybinius procesus, kurie vyksta natūraliai gamtoje.

Australijoje jau stovi tokia elektrinė

Kauno technologijos universiteto (KTU) Fizikinės ir neorganinės chemijos katedros docentai Kristina Kantminienė ir Egidijus Griškonis pasakoja, jog, kaip ir bet kokio elektrocheminio srovės šaltinio, taip ir MKE pagrindinė paskirtis yra gaminti elektrą. Tačiau MKE panaudojimo galimybės itin didelės.

„Dėl savo specifikos MKE galima integruoti į organinių atliekų perdirbimo, taip pat komunalinių nuotekų, kuriose taip pat gausu organinių medžiagų, valymo sistemas.

Tačiau tam, kad MKE veiktų efektyviai, tarpusavyje turi derėti daug veiksnių ir parametrų. Pirmiausia turi būti parinktas atitinkamas MKE dydis ir jo konstrukcija, nes tai apsprendžia MKE veikimo efektyvumą, generuojamos elektros parametrus – įtampą, srovės stiprį, o tuo pačiu ir galią.

Po to reikėtų įvertinti į MKE tiekiamų nuotekų kiekį, jose esančių organinių medžiagų, tinkamų elektrą generuojančių bakterijų „maistui“, koncentraciją, kitų teršalų lygį“, – apie MKE veikimą pasakoja E. Griškonis.

K. Kantminienė nurodo, jog mokslinėje literatūroje galima aptikti ekonominius ir inžinerinius skaičiavimus apimančių studijų, kuriose vertinama galimybė specifinėje gamyboje, pavyzdžiui, vaisių sulčių, susidarančių nuotekų išvalymui bei elektros gamybai panaudoti MKE.

KTU chemikai
KTU chemikai
© KTU archyvas

„Manoma, jog MKE integracija į nuotekų valymo įrenginius galėtų žymiai sumažinti jų eksploatavimui reikalingos elektros energijos sąnaudas, o kai kuriais atvejais – netgi gaminti perteklinę elektros energiją.

Taip pat prieš keletą metų Australijoje buvo pastatyta ir testuota bandomoji MKE elektrinė, kurioje bakterijoms „maitinti“ buvo panaudotos alaus daryklos nuotekos, kuriose gausu įvairių organinių medžiagų“, – teigia K. Kantminienė.

Pirmieji tyrimai – prieš daugiau nei šimtą metų

MKE tyrimų pradžia laikomi 1911 metai, kai profesorius M. C. Potteris iš Daramo universiteto Jungtinėje Karalystėje iškėlė mintį apie galimybę panaudoti bakterijas elektrai gaminti. XX amžiaus pradžioje plačiausiai buvo tyrinėjami MKE, kuriuose buvo naudojamos cheminės medžiagos – mediatoriai, pernešantys elektronus iš bakterijų ląstelių į anodą.

„Pirmieji mikrobinių kuro elementų, kuriuose nenaudojami mediatoriai, tyrimai buvo pradėti tik 8-jame XX amžiaus dešimtmetyje. Tačiau ypatingo ir vis didėjančio mokslo bendruomenės dėmesio ši mokslo ir technologijų sritis susilaukė tik per pastaruosius 10–15 metų.

Taip pat tik šio amžiaus pirmajame dešimtmetyje pirmą kartą rimčiau pradėtos nagrinėti galimybės panaudoti MKE nuotekų valymui ir žymesniam elektros energijos kiekiui gaminti. Per šį laikotarpį buvo žymiai pagerintas supratimas apie elektronų perdavimo mechanizmus“, – pasakoja E. Griškonis.

Tyrimai atliekami ir Lietuvoje

Mikrobinius kuro elementus tyrinėja mokslininkų grupės stambiuose mokslo centruose Europoje, JAV, Japonijoje, Pietų Korėjoje, Kinijoje ir kitur. MKE tyrimai atliekami ir Lietuvoje.

Pagrindinis KTU Fizikinės ir neorganinės chemijos katedros mokslininkų komandos – doc. Egidijaus Griškonio, doc. Kristinos Kantminienės ir magistranto Armino Ilginio, kaip ir daugelio kitų šioje srityje dirbančių mokslininkų, tikslas – didinti MKE efektyvumą.

Vilniaus miesto nuotekų valykla
Vilniaus miesto nuotekų valykla
© DELFI / Tomas Vinickas

„Kol kas dėmesį skiriame anodo savybių ir biosuderinamumo gerinimui, nes MKE veikimo našumas labai didele dalimi priklauso nuo elektronų pernašos iš bakterijų į anodą efektyvumo. 2017 metais visi kartu vykdėme mokslinį projektą, kurio metu specifiškai modifikavome grafito pluošto veltinį ir jį panaudojome anodu MKE.

Tyrimai parodė, kad tokio MKE generuojama įtampa yra iki 20 proc. didesnė nei kontrolinio MKE su anodu iš nemodifikuoto grafito pluošto veltinio“, – atliekamų tyrimų rezultatais dalinosi E. Griškonis.

Paklausus, ar MKE energetika taps populiaria ir plačiai panaudojama ateityje, pašnekovai tikina, jog pastaroji atras savąją vietą.

„Sunku pasakyti, kas bus ateityje. Tačiau vystantis ir tobulėjant naujoms technologijoms, o taip pat aštrėjant esamoms bei iškylant naujoms globalioms ekologinėms, ekonominėms, energijos gamybos ir kitoms problemoms, MKE technologijos panaudojimas gali atrasti savo tvarią nišą. Visiškai tikėtina, jog tai įvykti gali per artimiausius 10–20 metų“, – teigia E. Griškonis.

Griežtai draudžiama DELFI paskelbtą informaciją panaudoti kitose interneto svetainėse, žiniasklaidos priemonėse ar kitur arba platinti mūsų medžiagą kuriuo nors pavidalu be sutikimo, o jei sutikimas gautas, būtina nurodyti DELFI kaip šaltinį.
Parašykite savo nuomonę
arba diskutuokite anonimiškai čia
Skelbdami savo nuomonę, Jūs sutinkate su taisyklėmis
Rodyti diskusiją Rodyti diskusiją

Top naujienos

Aplankiusi populiarų kurortą, nuomonę apie poilsį Turkijoje pakeitė jau po pirmos dienos (15)

Apie Turkiją teko skaityti galybę atsiliepimų, tačiau niekada ten nesilankiau. Stebėjau vis...

Kontracepcija jau ne tik moterų reikalas: gydytojas papasakojo apie priemonę, kurią mažai kas žino (16)

Norint išvengti neplanuoto nėštumo , nemaža dalis moterų pasiryžta visą likusį gyvenimą...

Prabangus Panevėžyje statomo namo interjeras pranoksta net Vilnių ir Kauną (94)

Lietuviai vis labiau trokšta savo namuose modernios klasikos, kuri pabrėžtų ne tik...

Planuoja paskatinti lietuvius gimdyti daugiau vaikų: ant stalo gula ir mokestinės lengvatos (321)

Vyriausybė trečiadienį pritarė planui, kuriame numatytomis priemonėmis be kitko planuojama...

Vilniuje pavalgyti už 23 eurus nusidriekė eilės: žmonės nebetilpo (218)

Sostinėje trečius metus iš eilės įvykęs „Vilnius Gastro Masters“ gastronomijos renginys...

Edita Mildažytė: nemoku gyventi viena (55)

Niekada ir nemokėjo – atvirai prisipažįsta charizmatiškoji televizijos laidų vedėja Edita...

Britų laikraštis paskelbė įtariamo Skripalius apnuodijusio vyro vardą (13)

Britų laikraštis „Daily Mirror“ sekmadienį paskelbė buvusio rusų dvigubo agento Sergejaus...

Prakalbino tris „Vagner“ vadus: Putinas ką tik paaiškino, kad reikia ruoštis (1094)

Sirijoje kovojantys samdomi rusų kariai tvirtina, kad šioje šalyje jie yra ne tam, kad užsidirbtų...

Naktį Vilniuje girto „CityBee“ vairuotojo sukeltoje avarijoje žuvo mergina (680)

Sekmadienio naktį, 4.17 val., Vilniuje, prie Laisvės ir Pilaitės prospektų sankryžos susidūrė...

Saugirdas Vaitulionis prisipažino: mano tėvai turėjo apsiginkluoti kantrybe (64)

Nors komunikacijos specialistas Saugirdas Vaitulionis savų atžalų dar neturi, neslepia, jog aukle...