Các nhà nghiên cứu tại Đại học Autònoma de Barcelona (UAB) đã phát minh hiệu quả cách tạo điện năng và hydro từ nước thải. Hệ thống được đề xuất đã được công bố tại tờ Water Research, dùng vi khuẩn hấp thụ các chất hữu cơ để sản sinh điện và hydro, đây sẽ là nguồn năng lượng mạnh mẽ của tương lai. Công nghệ này chỉ phát triển ở quy mô công nghiệp.
Hiện tại, có nhiều phương pháp xử lý nước thải trước khi cho chúng trở lại sông hoặc biển, nhằm bảo vệ môi trường. Nhưng công nghệ này lại rất tốn kém chi phí, chủ yếu là thông khí và bơm, một phần chi phí cho việc loại bỏ cặn bùn còn sót lại.
Hình minh họa
Nước thải có chứa một lượng lớn năng lượng hóa học dưới dạng các chất ô nhiễm hữu cơ. Để có thể sử dụng được nguồn năng lượng này, các nhà nghiên cưu trên thế giới đã tìm ra cách phân tách các chất hữu cơ khỏi nước thải. Quy trình này chẳng những không làm giảm năng lượng, mà còn giúp sản sinh hydro. Yếu tố chính để quy trình thành công, đó là các tế bào điện phân vi sinh vật – MEC (microbial electrolysis cells). Thế thì loại vi khuẩn nào là cần thiết? Chính là vi khuẩn exoelectrogenic, có khả năng oxy hóa các chất hữu cơ, tạo điện năng và chuyển hóa thành hydro. Các tế bào này chỉ cần thêm một ít điện áp, ít hơn nhiều so với điện phân nước, và được thu hồi với khí hydro, do đó tạo ra năng lượng sạch.
Các nhà nghiên cứu từ nhóm điện tử sinh hóa (bioelectrochemistry) – khoa kỹ thuật hóa học của UAB, họ đã cải thiện hiệu quả năng lượng của các tế bào. Các kết quả thử nghiệm rất tích cực và đã chứng minh rằng hệ thống sẽ có một phân khúc thị trường ở quy mô công nghiệp. Các nhà khoa học, được điều phối bởi giáo sư Albert Guisasola và Juan Antonio Baeza, đã dùng nước thải thực sự thay vì nước tổng hợp phân hủy sinh học cho hầu hết các cuộc thử nghiệm, và đã đạt được một chế phẩm sinh học của hydro và thu hồi một phần lớn năng lượng chứa trong dư lượng. Để đạt được điều này, các nhà nghiên cứu đã chọn các loại vi khuẩn có khả năng chuyển hóa các chất phức tạp như methanol, nước thải chăn nuôi bò sữa, tinh bột và glixerin, chuyển hóa thành các thành phần đơn giản, lần lượt được phân hủy bởi exoelectrogens.
Các kết quả rất tích cực, sản sinh hydro chất lựng cao và thu hồi năng lượng thông qua xử lý nước thải. Về lâu dài, MEC hấp thụ các chất thải chăn nuôi bò sữa mang lại kết quả cao (150amps trên mỗi mét khối bình phản ứng), trong việc sản xuất hydro (0,94m3 hydro trên mỗi mét khối bình phản ứng), và trong việc thu hồi các điện cực âm (91%), với điện áp chỉ có 0,8V. Những kết quả này là cơ sở cho sự phát triển đầy tiềm năng của công nghệ sản xuất hydro từ nước thải, ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp.
(Theo Science Daily)
