Starke Ideen: Bakterien reinigen Abwasser und erzeugen Strom


Anmerkung der Redaktion: Dieser gelegentlichen Serie befasst sich mit starken Ideen — einige vorhanden, einige futuristische — für Betankung und modernen Lebens elektrisierende.

Batterien, die mit Mikroben könnte dazu beitragen, Energie zu erzeugen, durch das Aufräumen organischen Abfällen zur gleichen Zeit.

Abwasser wird mit energiereichen Zucker geladen, die Forscher in Nutzenergie umwandeln jahrelang gekämpft haben. Hierzu haben Ermittler experimentierte mit der Natur-Experten auf den Abbau von Abfall-Bakterien.

"Es ist irgendwie wie der Film"The Matrix",", sagte Umwelt-Ingenieur Bruce Logan an der Penn State University. "Anstelle von Menschen zur Stromerzeugung Verdrahtung, Bakterien nutzen wir direkt Strom erzeugen."

Wissenschaftler haben experimentiert mit einer Vielzahl von Bakterien, sondern eine Art, dass ökologische Mikrobiologe Derek Lovley an der University of Massachusetts in Amherst und seine Kollegen haben konzentriert ist Geobacter, die natürlicherweise in vielen Böden und Sedimenten gefunden wird.

"Geobacter wächst durch Abbau von organischen Materialien und Übertragung von Elektronen ziemlich auf etwas, das aussieht wie Eisen," sagte er. "Es liegt im oberen Teil der Liste in Bezug auf die Erzeugung von hohen Leistungsdichten."

Beim angreifen Umweltschadstoffe wie aromatische Kohlenwasserstoffe kann rund 90 Prozent Geobacter brechen liebevoll gesagt. Alles in allem können Systeme mit Geobacter bis fast alle Elektronen im Abwasser zu erholen.

Obwohl Abwasser im Wesentlichen als eine kostenlose Quelle von Brennstoff dienen könnte, lösen nicht Abwasser allein die Energiekrise Logan zur Kenntnis genommen. Wenn Tier, Lebensmittelindustrie und häusliche Abwässer miteinander kombiniert wurden, könnten sie etwa 500 Billionen BTUs Energie – eine beeindruckende Zahl, bis mit etwa 100000 Billionen BTUs Energie der Vereinigten Staaten verwendet jedes Jahr verglichen.

Noch könnte die Energie, die Bakterien aus dem Abwasser erzeugen könnte macht helfen, die erheblichen der Abwasserbehandlung muss. Für Instanzen, in den Vereinigten Staaten, etwa 33 Milliarden Gallonen des Abwassers werden für die jährlichen Kosten von mehr als $ 25 Milliarden täglich behandelt, und etwa 1,5 Prozent des Stroms produziert geht jedes Jahr ins Abwasserbehandlung allein.

"Ich hoffe, mit Hilfe von Bakterien, wir erhalten wieder mehr Energie als notwendig um das Abwasser zu behandeln, damit wir auch Energie haben, Trinkwasser, zu produzieren", sagte Logan.

Logan und seine Kollegen haben gearbeitet, um mikrobieller Systeme zu bauen, die mehr Leistung für weniger Geld zu generieren. "Im Jahr 2004, wenn wir eines dieser Systeme haben ein Kubikmeter Reaktor wäre wahrscheinlich haben Kosten $100.000," sagte er. "Jetzt ist es nur ein paar tausend Dollar. "Wir wollen das sparsam im Verbrauch machen."

Abgesehen von Abwasser eine andere potenziell große Energiequelle, die Bakterien ausnutzen könnten sind die organischen Chemikalien im Meer Schlamm. Obwohl Menschheit bereits einige dieser Brennstoff in Form von Erdöl zapft, die meisten von diesem Energiereservoir bleibt unerreichbar weil es ist nicht annähernd so einfach zu extrahieren und als Öl verwenden.

"Organische Substanz weiter regnen auf marinen Sedimenten als Organismen sterben, also die Idee ist, dass marine Sedimenten im Grunde ein ewiger System für den Antrieb von elektronischer Geräten könnte", sagte liebevoll.

In Bezug auf diese mikrobieller Systeme weiter voranzutreiben, hat liebevoll mit Bakterien in Bezug auf die Gentechnik experimentiert. "So weit wir, doppelte Leistung auf diese Weise geschafft haben," sagte liebevoll.

Liebevoll fügte hinzu, dass durch Zuchtprogramme zu Spannungen geführt, die "Power um mindestens eine Größenordnung erhöht." Die daraus resultierenden Bakterien alle hatten mehr haarähnlichen Fäden bekannt als Pili aus ihrer Oberfläche als normal, was darauf hindeutet, dass genetisch engineering, um mehr Pili produzieren noch produktiver Mikroben führen könnte.

"Es gibt viel mehr Überraschungen, stammt aus dieser Bakterien," sagte liebevoll.

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