Mikrobiološke baterije
    Ponedjeljak, 18 Srpanj 2011 12:53

    Mikrobiološke baterije

    Znanstvenici su marljivo radili iskorištavajući snagu mikroba kao jedan atraktivan izvor čiste energije. Istraživač s Biodesign Institute at Arizona State University, dr. Prathap Parameswaran i kolege, istražili su sredstva za povećanje učinkovitosti proizvodnje čiste energije pomoću specijaliziranih bakterija. Elektrokemijske stanice mikroorganizama ili MXC-i mogu koristiti bakterijsku respiraciju kao sredstvo oslobađanja elektrona, koji se mogu koristiti za generiranje struje i pravljenje čiste električne energije. S manjim rekonfiguracijama takvi uređaji mogu obavljati elektrolize, pružajući zelenu stazu za proizvodnju vodika, te smanjujući oslanjanje na prirodni plin i druga fosilna goriva, koja se danas koriste za većinu proizvodnje vodika. Dr. Prathap Parameswaran pokazuje elektrode koje se koriste u elektrokemijskim stanicama mikroba (MEC). MXC nalikuje bateriji, s Masonovom komorom veličine staklenke kao postavom za svaki terminal. Bakterije se uzgajaju u "pozitivnoj" komori (anoda). Istraživački tim na čelu s Bruce Rittmannom, direktorom Biodesign's Center for Environmental Biotechnology, već prije je pokazao da bakterije mogu živjeti i rasti na anodi elektrode i mogu koristiti otpadni materijal kao hranu (bakterijska prehrambena osnova uključuje svinjsko gnojivo ili neki drugi otpad s farme) da bi rasle dok prenose elektrone na elektrode kako bi se proizvela električna energija. U mikrobnim stanicama elektrolize (MEC), kao onima korištenima u trenutnom istraživanju, elektroni proizvedeni na anodi pridružuju se pozitivno nabijenim protonima u negativnoj (katoda) komori kako bi se formirao plin vodik. "Reakcije koje se događaju na MEC anodi iste su kao i za mikrobne stanice za gorivo koje se koriste za proizvodnju električne energije", kaže Parameswaran. "Konačni ishod različit je ovisno o tome kako s njim radimo." Kada se bakterije uzgajaju bez kisika, ili u anaerobnom okolišu, one se pričvršćuju na MXC anodu, formirajući ljepljivi matriks šećera i proteina. U takvim okruženjima, kada ih se hrani s organskim spojevima, osniva se učinkovito partnerstvo bakterija u biofilmu anode, koji se sastoji od fermentatora, strvinara vodika i respiratornih bakterija na anodi (ARB). Živi matriks, poznat kao biofilm anode, jak je konduktor, sposoban za učinkovit prijenos elektrona na anodu, gdje oni slijede trenutne gradijente uzduž strana katode. Ovo istraživanje pokazuje da se razina toka elektrona od anode do katode može poboljšati izborom dodatne bakterije poznate kao homo-acetogeni, u komori anode. Homo-acetogeni hvataju elektrone iz vodika u otpadnim materijalima, proizvodeći acetate, koji su vrlo povoljni elektron donori za anode bakterija. Istraživanje pokazuje da pod povoljnim uvjetima, anode bakterija mogu pretvoriti vodik za struju učinkovitije nakon formiranja međusobnog odnosa ili sintropije s homo-acetogenima. Tim je također mogao smanjiti negativan utjecaj drugih mikroba koji konzumiraju vodik, kao što su metanogeni koji produciraju metan, koji bi inače krali neke od dostupnih elektrona u sustavu, čime bi reducirali struju. Selektivna inhibicija metanogena postignuta je dodavanjem kemikalije naziva 2-bromoetan sulfonske kiseline na mikrobni biofilm na anodi. Grupa je koristila i kemijske i genomske metode kako bi potvrdila identifikaciju homo-acetogena. Uz otkrivanje acetata, formata, otkriveni su i međuprodukti. Uz pomoć kvantitativne PCR analize, tim je mogao dobiti genomski zapis acetogena u obliku FTHFS, gena specifično povezanog s acetogenezom. "Uspjeli smo ustanoviti da ti homo-acetogeni mogu prevladati i uspostaviti odnos", kaže Parameswaran. Buduća istraživanja će istraživati načine za održavanje sintropijskog odnosa između homo-acetogena i bakterija na anodi, u odsustvu kemijskih inhibitora. Daljnji napredak bi mogao utrti put za eventualnu komercijalizaciju sustava širokih razmjera da istovremeno tretira otpadne vode i stvara čistu energiju. "Jedno od najvećih ograničenja sada je naš nedostatak znanja", kaže Cesar Torres, jedan od koautora trenutačnog istraživanja, koji ističe da ostaje mnogo toga još za razumijevanje o interakcijama bakterijskih zajednica unutar MXC-a. Područje istraživanja je još uvijek vrlo mlado, ističe Torres, uz napomenu da je rad na MXC-u započeo prije oko 8 godina. "Mislim da će u narednih 5-10 godina zajednica donijeti dosta informacija koje će biti stvarno od pomoći i koje će nas dovesti do dobrih primjena."
    www.znanost.com
     
     
    Američki znanstvenici javljaju kako bi električna energija koju proizvode virusi mogla dovesti do proizvodnje uređaja koji će biti pokretani svakodnevnim ljudskim aktivnostima kao što je hodanje.Kao primjer znanstvenici sa Lawrence Berkley National Laboratory-a navode tanki "virusni" generator koji bi bio ugrađen u potplat cipele te mogao puniti mobilni telefon za vrijeme šetnje.   Energiju bi proizvodili bezopasni virusi koji putem fenomena poznatog kao piezoelektricitet pretvaraju mehaničku u električnu energiju. Radi se o akumulaciji napona kao odgovora na mehanički napor. Piezoelektrični efekt otkriven je 1880-ih godina te je pronađen u kristalima, keramici, kostima, proteinima i DNA. Sada su znanstvenici uspjeli napraviti tankoslojne filmove koje uz pomoć bakteriofaga M13 sa piezoelektričnim svojstvima proizvode električnu energiju. Film je za vrijeme pokusa na Berkleyu bio povezan žicama sa LCD ekranom, a za vrijeme primjene pritiska proizvodio je šest nanoampera snage i 400 milivolta potencijalne snage, što je oko četvrtina napona AAA baterije, ali sasvim dovoljno za prikaz brojke 1 na ekranu. Profesor bioinženjeringa na Sveučilištu Berkley, Seung-Wuk Lee, izjavio je: "Budući da biotehnološki alati omogućuju masovnu proizvodnju genetski modificiranih virusa, piezoelektrični materijali bazirani na virusima mogli bi ponuditi jednostavan put do novih, budućih mikroelektroničkih uređaja".
    www.croenergo.eu
    Pročitano 1228 puta

    O nama

    Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

    Kontakt info

    HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
    Kralja Tomislava 82.
    31417 Piškorevci
    Hrvatska

    E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
    Fax: 031-815-006
    Mobitel: 099-221-6503
    © HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive