Ученые из испанского Университета имени короля Хуана Карлоса считают, что цивилизация в буквальном смысле сливает в канализацию колоссальные объемы энергии, пишет Popular Mechanic. Их исследование доказывает, что фототрофные пурпурные бактерии способны извлекать азот, водород и углерод из любых органических отходов. То есть, сточные воды потенциально являются неиссякаемым источником энергии, биопластика и даже добавок для корма животных, пишет ZME Science.
Фототрофные пурпурные бактерии способны к фотосинтезу, как и растения. Разница в том, что вместо видимого солнечного света они используют инфракрасное излучение. В его присутствии бактерии используют органические молекулы и газообразный азот для получения углерода и азота, высвобождая электроны.
Побочный продукт такой метаболической реакции — газообразный водород, который можно использовать в качестве топлива.
«В процессе метаболизма пурпурные бактерии испытывают проблемы с избытком электронов. Один из способов вывести лишние электроны — фиксация СО2 при фотосинтезе, как делают растения. Второй способ —высвобождение электронов в виде газообразного водорода. Электрический ток позволяет нам взять эти процессы под контроль и манипулировать ими», —рассказал Пуйоль.
Исследование показало, что смесь питательных веществ, обеспечивающая максимальную скорость производства водорода, также сводит к минимуму выработку CO2.
Поэтому ценное биотопливо можно получать из веществ, которые в изобилии встречаются в сточных водах: яблочной кислоты и глутамата натрия. А сам процесс производства оставляет минимальный углеродный след: во время экспериментов отрицательная поляризация электрода вызывала заметный расход электронов, связанный с сокращением производства диоксида углерода.
Кроме того, с помощью электрического тока пурпурным бактериям удалось произвести водород из отходов человеческой жизнедеятельности. Процесс очень сильно ингибируется в присутствии аммония, который получается из белков в сточных водах. Поэтому прежде, чем приступать к производству водорода, нужно убедиться, что состав очищен от аммония.
Пока ученые экспериментируют в лабораторных условиях. Но в скором времени надеются протестировать технологию на больших очистительных сооружениях, чтобы убедиться, что она работает и в таких масштабах.
В теории, даже небольшое предприятие по очистке сточных вод сможет обеспечивать чистой энергией от 43 до 107 домов.
