Istraživači Sveučilišta McGill unaprijedili postupak pretvaranja ljudskog urina u čistu energiju
Istraživanje je pokazalo da su veće koncentracije urina najučinkovitije za napajanje mikrobnih gorivnih članaka, koji istodobno uklanjaju onečišćivače i proizvode električnu energiju
Metoda koristi mikrobne gorivne članke (MFC), koji pomoću bakterija pretvaraju organski otpad u električnu energiju, nudeći održiv i cjenovno pristupačan način pročišćavanja otpadnih voda uz istodobno dobivanje energije iz obilnog izvora. Istraživanje sa sveučilišta McGill donosi nova saznanja o tome koje su koncentracije urina optimalne za taj proces.
„Iako je poznato da MFC-ovi pročišćavaju otpadne vode i proizvode električnu energiju, konkretni učinci različitih koncentracija urina na njihovu elektrokemijsku funkciju, učinkovitost uklanjanja onečišćivača i ponašanje mikrobnih zajednica još nisu dovoljno razjašnjeni“, objasnio je dr. sc. Vijaya Raghavan, suautor istraživanja i profesor bioresursnog inženjerstva na Sveučilištu McGill.
„Ovo istraživanje popunjava tu prazninu sustavnim ispitivanjem kako različiti udjeli urina utječu na elektrokemijske i biološke performanse MFC-ova“, objašnjava Raghavan. Istraživanje je objavljeno u znanstvenom časopisu Results in Chemistry.
Raghavan ističe da bi se ova metoda mogla koristiti za proizvodnju čiste energije u kontekstima poput ruralnih sanitarnih sustava, kampova za pomoć u katastrofama i izvanmrežnih zajednica. Osim toga, budući da se električni signali MFC-ova mijenjaju ovisno o razini organskog onečišćenja, oni bi mogli služiti i kao jeftini biosenzori za praćenje kvalitete otpadnih voda bez složene opreme.
Veće koncentracije urina poboljšavaju rad gorivnih članaka
Istraživači su izgradili četiri dvokomorna mikrobna gorivna članka i napajali ih smjesama sintetskih otpadnih voda i ljudskog urina u koncentracijama od 20, 50 i 75 posto. Zatim su tijekom dva tjedna testirali MFC-ove, prateći proizvodnju energije, uklanjanje onečišćivača i učinkovitost pročišćavanja vode, uz elektrokemijska ispitivanja.
Utvrđeno je da su veće koncentracije urina (50 do 75 posto) povećale proizvodnju električne energije te da urin sadrži ključne hranjive tvari koje potiču rast mikroorganizama.
„Urin sadrži esencijalne ione i organske spojeve koji potiču brzu mikrobnu aktivnost, čime se poboljšava proizvodnja energije i razgradnja onečišćivača“, kazao je Raghavan.
Iako su svi mikrobni gorivni članci sadržavali mješavinu bakterija, istraživači su utvrdili da su dominantne skupine bile Sediminibacterium i Comamonas. Sediminibacterium je bio češći kada je urin činio 50 posto smjese, dok je Comamonas prevladavao pri većim koncentracijama (75 posto).
„S obzirom na to da takvi mikroorganizmi pomažu u razgradnji organskih onečišćivača i prijenosu elektrona unutar gorivnih članaka, promjene u dominantnim vrstama mogle bi objasniti razlike u količini proizvedene električne energije“, navode istraživači. To također pokazuje da udio urina snažno utječe na to koji će mikroorganizmi prevladavati i koliko će sustav učinkovito raditi.
Raghavan je istaknuo da rezultati predstavljaju važan korak prema kružnom gospodarstvu. „Korištenje urina kao resursa podupire održive sanitarne sustave i oporabu hranjivih tvari, čime se smanjuje pritisak na slatkovodne resurse“, zaključio je.
- Stjepan Felber | Ekovjesnik