ПЕНЗА, 17 октября. /ТАСС/. Воспитанники детского технопарка "Кванториум НЭЛ" в Пензе разработали прототип микробного топливного элемента (МТЭ) - альтернативного источника энергии, который основан на работе дрожжей и бактерий, способных перерабатывать отходы и выделять электрический ток. Об этом рассказали ТАСС авторы разработки.
"Создание микробных топливных элементов - это одно из самых перспективных направлений в альтернативной энергетике. С помощью этой технологии можно осуществлять не только переработку отходов, но и получать электроэнергию. Все зависит только от количества бактерий и габаритов установки", - пояснил ТАСС воспитанник "Кванториум НЭЛ" Андрей Шишков.
Принцип действия МТЭ основан на процессе метаболизма в бактериальной клетке, в ходе которого вырабатываются электроны. На западе эксперименты с МТЭ идут уже давно, в России пока это направление не столь распространено, рассказывают авторы разработки. Сейчас в мире есть несколько типов МТЭ, которые отличаются формой, видом бактерий и питательной средой для них. По словам разработчиков, они около четырех месяцев экспериментировали с устройством элемента.
"Конструкция представляет собой две камеры, в одной из которых находятся бактерии, питательная среда для них и медиаторы - вещества, которые помогают переносу электронов, в нашем случае мы использовали метиленовый синий (в промышленности используется как краситель для хлопка и шерсти), а в другой камере - вода. Между камерами установлена мембрана, через которую проходят протоны водорода, они оседают на катоде и из-за разницы потенциалов возникает электрический ток. В качестве электродов мы использовали графитовые стержни, они соединены проводами, которые можно подключить к лампочке, светодиоду или мультиметру, чтобы замерить напряжение тока", - отметил Шишков.
Первоначально работа МТЭ была основана на жизнедеятельности дрожжей, питательной средой для которых служила глюкоза. "Важно понимать, что если питательной среды будет мало, то дрожжи не смогут долго вырабатывать электроэнергию и погибнут. Если слишком много, то они быстрее будут размножаться и, соответственно, у них быстрее закончится "еда", - добавила участник проекта Ярослава Тимирбаева.
На международном конкурсе детских инженерных проектов в Санкт-Петербурге, где разработка заняла первое место, дрожжи заменили на бактерии Shewanella, которые обладают высокой электроактивностью. Питание для бактерий вносили всего один раз, на "дозе" глюкозы они смогли работать в течение недели, вырабатывая от 0,6 до 0,9 вольт.
Польза для экологии
Повышая эффективность разработки, пензенские кванторианцы стали экспериментировать с донным МТЭ, в котором питательной средой для бактерий служат ил и органические отходы. "Мы делали этот проект во Владивостоке. Бактерии питаются органикой, продуктами окисления металлов, вырабатывая 3-4 вольта. Таким образом эту технологию можно использовать, чтобы улучшать экологию - перерабатывать мусор, отходы продуктов питания, при этом очищая [морское] дно и воду", - отметил участник проекта Максим Мысин.
По словам тьютора "Кванториум НЭЛ" Владислава Рябикова, сейчас школьники продолжают работать над повышением эффективности МТЭ. "Задача, которую они решали в финале "Кванториады", - это четвертый уровень сложности, то есть после завершения проекта его можно патентовать и коммерциализировать. Ребята экспериментируют с различными формами [МТЭ], чтобы понять, какая из них более эффективна на данный момент, и какая станет перспективной с точки зрения получения патента", - отметил собеседник агентства.
