Rens energi fra spildevand

Bakterier genvinder brint fra vores spildevand

Spildevandet, der ender i vores spildevandsrensningsanlæg, kan bruges til at generere energi. © Ollo / istock
læst op

Ressourcefuld idé: Visse bakterier kan få en rigtig skat af vores spildevand. Eksperimenter viser, at mikroberne omdanner organiske komponenter fra denne bouillon til brint - og dermed leverer værdifuld energi. Udbyttet afhænger dog afgørende af de næringsstoffer, der findes i spildevandet, som forskerne fandt ud af.

Uanset om vi skyller, bruser eller går på toilettet: hver dag producerer vi utallige liter spildevand. Denne bouillon af shampoo, fæces og co skal behandles i spildevandsrensningsanlæg, der spiser. Men det kan også tjene nyttige formål der: Forskere har forsket i nogle år, for eksempel for at udvinde energi fra de organiske stoffer i spildevandet - ved hjælp af bakterier.

Ioanna Vasiliadou fra Universidad Rey Juan Carlos i Madrid og hendes kolleger har nu helliget sig i denne sammenhæng potentialet i såkaldte lilla bakterier. Disse mikrober udfører fotosyntesen og bruger organiske molekyler og nitrogen til denne proces. Dette producerer forskellige biprodukter - et af dem er brint. Det interessante ved det: Hydrogen er velegnet til kraftproduktion og bruges blandt andet i brændselscelleteknologi.

Æblesyre og natriumglutamat

Hvor meget brint bakterierne producerer afhænger af forskellige faktorer såsom lysintensitet, temperatur og tilgængelige næringsstoffer. Men hvornår er brintudbyttet størst? For at finde ud af det gennemførte forskerteamet eksperimenter med en blanding af forskellige bakteriearter.

Det blev tydeligt, at effektiviteten af ​​brintproduktion varierede meget afhængigt af de næringsrige forbindelser i spildevandet. De bedste resultater blev opnået af mikrobielt samfund med æblesyre og natriumglutamat. "Dette viser, at lilla bakterier kan udtrække værdifulde biobrændstoffer fra organisk stof, der typisk findes i vores spildevand, " siger co-forfatter Abraham Esteve-Núñez fra University of Alcalá. udstilling

Yderligere elektroner

For yderligere at forbedre bakteriens produktivitet brugte forskerne derefter elektroder. Ideen bag det: Alle mikrobielle metaboliske veje har en fælles valuta - elektronerne. Disse ladede partikler overføres i processen med fotosyntesen, optages og frigøres. Tilsætning af elektroner til en strømende strøm kan påvirke metabolismen af ​​bakterierne.

Testen viste, at bakterierne faktisk brugte elektronerne fra en negativt ladet metalelektrode til deres metabolisme. "Vi var i stand til tydeligt at demonstrere interaktioner mellem elektroderne og de lilla bakterier: en negativ polarisering af elektroden førte til et målbart elektronforbrug, " siger Esteve-N ez.

Forbedre udbyttet?

Dog: Naturligvis brugte mikroberne ikke disse elektroner til at producere mere brint. "I stedet fandt vi, at de fikserede mere kulstof fra de organiske forbindelser, og som et resultat blev mindre af det frigivet i form af kuldioxid, " fortsatte forskeren.

Yderligere undersøgelser skal nu vise, med hvilke parametre også en øget brintproduktion er mulig. "Vi vil arbejde på dette spørgsmål i de kommende år og derefter forhåbentlig demonstrere gennemførligheden af ​​vores tilgang til bioelektrokemisk stimulering af lilla bakterier, " siger Vasiliadous kollega Daniel Pyuol. ”Produktionen af ​​brint fra spildevand er stadig et nyt og uudforsket felt, ” afslutter teamet. (Frontiers in Energy Research, 2018; doi: 10.3389 / fenrg.2018.00107)

(Grænser, 14.11.2018 - DAL)