Khoa học tự nhiên

Tái chế sản phẩm nhiên liệu sinh học thải để sản xuất điện (14/09/2012)

Theo một công trình nghiên cứu của Trường Đại học Surrey ở Anh, sản phẩm phụ của hoạt động sản xuất nhiên liệu sinh học có thể cung cấp năng lượng cho các pin nhiên liệu vi khuẩn để sản xuất điện với giá thành rẻ và có hiệu quả. Nghiên cứu có thể giúp chế tạo các thiết bị tự cấp năng lượng xử lý ô nhiễm nước thải và được sử dụng để khảo sát thời tiết trong các môi trường khắc nghiệt.

Bã rượu khô (DDGS) là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất ethanol sinh học thường được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi giá thành thấp. Các nhà nghiên cứu đã kết hợp DDGS với bùn cấy vi khuẩn từ nhà máy xử lý nước thải vào pin nhiên liệu vi khuẩn của họ. Thiết kế pin nhiên liệu này có nghĩa là vi khuẩn đã sử dụng DDGS để sinh trưởng, được tách ra theo qui luật tự nhiên từ nguồn cung cấp oxy. Tức là vi khuẩn buộc phải giải phóng các điện tử xung quanh một mạch dẫn đến một nguồn cung cấp oxy. Bằng cách khai thác dòng điện tử này, điện có thể được sinh ra từ chất thải.

Các pin nhiên liệu vi khuẩn cung cấp khả năng chuyển đổi một loạt các sản phẩm chất thải hữu cơ phức tạp thành điện năng, làm cho nó trở thành một công nghệ có mục tiêu hấp dẫn cho năng lượng tái tạo. Theo Lisa Buddrus, một trong số các tác giả nghiên cứu, việc tìm kiếm các sản phẩm ban đầu có hiệu quả-chi phí là cần thiết để giúp thương mại hóa qui trình này. DDGS có tiềm năng là một trong những sản phẩm thải dồi dào nhất ở Anh. Khi ngành công nghiệp nhiên liệu sinh học mở rộng, nguồn cung cấp DDGS sẽ trở nên phong phú hơn. Bước tiếp theo các nhà khoa học sẽ phải xác định các loại vi khuẩn có khả năng sản xuất điện, phát triển dựa vào DDGS. Hơn nữa, bằng cách nghiên cứu di truyền học trong cộng đồng vi khuẩn này, có thể hiểu rõ hơn về các quá trình trao đổi chất và các gen thiết yếu liên quan đến việc giải phóng và chuyển giao điện tử.

Các pin nhiên liệu vi khuẩn không chỉ có giá thành thấp mà còn rất thân thiện với môi trường. Chất thải còn lại sau khi khai thác điện có giá trị cao hơn vì nó phản ứng ít với oxy, nên gây ô nhiễm ít hơn.

Nhiều nghiên cứu về pin nhiên liệu vi khuẩn tập trung vào chế tạo các cảm biến môi trường tại các vùng sâu. Theo GS Mike Bushell, trưởng nhóm nghiên cứu, các cảm biển tự cấp năng lượng ở những vùng xa như sa mạc hoặc đại dương có thể được sử dụng để cung cấp các dữ liệu quan trọng về quan trắc thời tiết hoặc ô nhiễm. Các ứng dụng khác về pin nhiên liệu vi khuẩn bao gồm xử lý nước thải để sản xuất điện “xanh” và đồng thời xử lý nước.

Nguồn: Nasati