Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Biến đổi nước thải của nhà máy bia thành vật liệu sản xuất pin tích trữ năng lượng (19/10/2016)

Các kỹ sư tại trường Đại học Colorado Boulder đã phát triển được một quy trình sản xuất sinh học theo hướng đổi mới, sử dụng sinh vật được nuôi cấy trong nước thải của nhà máy bia để chế tạo vật liệu cacbon phục vụ sản xuất pin tích trữ năng lượng.

Sự kết hợp độc đáo này có thể mở ra cơ hội kép, không chỉ làm giảm chi phí xử lý nước thải đắt đỏ cho các hãng sản xuất bia, mà còn cung cấp cho họ những phương thức chi phí - hiệu quả để cho ra đời các công nghệ pin nhiên liệu tái tạo có nguồn gốc tự nhiên. 

"Để sản xuất được một thùng bia, các nhà máy bia phải sử dụng khoảng bảy thùng nước", Tyler Huggins, Nghiên cứu sinh tại Khoa Kỹ thuật dân dụng, môi trường và kiến trúc thuộc trường Đại học Colorado Boulder nói. "Và họ không thể đổ trực tiếp nước thải xuống cống vì nước thải cần được xử lý thêm”.

Quy trình chuyển đổi vật liệu sinh học hoặc sinh khối như gỗ thành các điện cực pin cacbon hiện đang được áp dụng trong một số ngành công nghiệp năng lượng. Nhưng, sinh khối trong tự nhiên vốn đã bị hạn chế bởi nguồn cung cấp ngắn hạn, lực tác động trong quá trình chiết xuất và cấu trúc hóa học bên trong sinh khối, khiến cho vật liệu này trở nên đắt đỏ và khó tối ưu hóa.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã tận dụng hiệu quả vượt trội của các hệ thống sinh học để tạo ra cấu trúc tinh xảo và vật liệu độc đáo bằng cách nuôi cấy nấm Neurospora crassa sinh trưởng nhanh trong nước thải giàu đường từ nhà máy bia. 

qua việc khai thác nguồn nguyên liệu trong nước thải, các nhà nghiên cứu có thể kiểm soát hiệu quả hơn ngay từ ban đầu các quá trình hóa học và vật lý của nấm. Nhờ vậy, các nhà khoa học đã chế tạo được một trong những điện cực pin lithium-ion có nguồn gốc tự nhiên và hiệu quả nhất với khả năng xử lý nước thải.

Nếu quy trình mới được áp dụng trên quy mô lớn, các nhà máy bia có thể giảm đáng kể chi phí xử lý nước thải đô thị, trong khi các nhà sản xuất sẽ được tiếp cận với môi trường ươm tạo chi phí - hiệu quả cho các thành phần của công nghệ pin tiên tiến.

"Điểm mới của nghiên cứu là đang làm thay đổi quy trình sản xuất theo hướng từ trên xuống thành từ dưới lên", PGS. Zhiyong Jason Ren, đồng tác giả nghiên cứu nói. "Chúng tôi đang thiết kế vật liệu ngay từ đầu bằng phương pháp sinh học”.

Các nhà nghiên cứu đã xin cấp sáng chế cho quy trình mới và thành lập công ty Emergy nhằm mục tiêu thương mại hóa công nghệ.

Nguồn: www.vista.gov.vn