Источник перевод для mixednews – Света Гоголь
21.09.2011
Когда речь заходит об альтернативной энергетике, обсуждение большей частью крутится вокруг использования таких очевидных возобновляемых источников как свет, тепло или движение. Однако в последнее время в научной литературе появились материалы, посвящённые не столь очевидному источнику энергии: смешению пресной и солёной воды в местах, где реки впадают в океаны. Но и это ещё не всё: теперь учёные предлагают включить в эту систему микробные колонии. И получать на выходе доступное топливо — водород.
Процесс этот, в основе своей, по-прежнему электрохимический. Морская и речная вода помещаются в отсеки по разные стороны мембраны, которая может пропускать через себя ионы, но препятствует прохождению молекул воды. Ионы перемещаются в сторону отсека с речной водой, уравновешивая осмотические силы и создавая ток. В такой системе источник энергии практически неисчерпаем и доступен круглые сутки. (Первая в мире «осмотическая» электростанция уже работает в норвежском Тофте; прим. mixednews).
Но есть и существенный минус — электрическое напряжение, производимое одной такой ячейкой очень невелико. Для того, чтобы получить необходимый вольтаж, требуется слишком много мембран, а они стоят дорого, да и срок их службы ограничен.
И тут могут выручить бактерии. Они обладают способностью окислять органический материал и накапливать его электроны. Затем бактерии должны эти электроны куда-то отдать. При отсутствии удобного акцептора они найдут неудобный, даже если он будет находиться вне клетки. Подсоедините бактерию к электроду, и она будет отдавать ей свои электроны.
В результате получаем источник энергии, но опять недостаточно мощный.
И только объединив два вышеупомянутых метода, удалось создать эффективный механизм для выработки водорода.
Исследователи последовательно разместили пять пар отсеков с солёной и пресной водой, добавив снаружи электроды. Ощутимого потока энергии сама по себе такая система не давала. Затем в область анода поместили бактерии, способные в ходе окисления органических веществ выдавать электроны во внешнюю среду.
После этого произошёл значительный рост высвобождаемого водорода, который продолжался, пока бактериям хватало органической среды (в этих экспериментах учёные использовали ацетат). Когда учёные увеличили скорость потока воды через ячейки, производительность системы тоже возросла, и водород продолжал высвобождаться, пока не закончился ацетат.
Однако, есть и плохая новость. Она состоит в том, что для работы этой системы требуется дорогой платиновый катод. Можно, конечно, использовать и более дешёвый молибденовый катод, но в таком случае эффективность метода снижается. Тем не менее, учёные не теряют надежды найти другой дешёвый материал, который давал бы хороший результат.
Возникает ещё один вопрос — как найти дешёвый источник ацетата. К счастью, он и не потребуется. Ацетат использовался в лабораторных условиях, так как давал удобную возможность измерять объём энергии, поступающей в систему. Но бактерия в высшей степени непритязательна в отношении органического материала. Отходы сельскохозяйственного производства и отходы жизнедеятельности человека будут работать так же хорошо.
Одним словом, в перспективе мы сможем подключать такие системы к канализационной трубе одним концом и получать водород с другого.
