• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

„Kaks ühes“ seade kasutab reovett kütusena elektri tootmiseks ja reovee puhastamiseks

11.04.2012 by Anu Mets Leave a Comment

Teadlased kirjeldasid uut ja tõhusamat versiooni uuenduslikust, tavalise pesumasina suurusest seadmest. Selles kasutatakse linna reovees kasvavaid baktereid samaaegselt nii elektri tootmiseks kui ka reovee puhastamiseks. Teadlaste poolt esitatud raportis väideti, et kaks-ühes seadme kaubanduslikud versioonid võiksid olla õnnistuseks arengumaadele ja ka näiteks USA veepuuduses vaevlevatele piirkondadele.

„Meie prototüübis on uuendused omavahel ühendatud nii, et seade võib töödelda viis korda enam reovett kuuekordse tõhususega, nõudes vaid poole selle eelkäijatele vajaminevatest kuludest,“ väitis Orianna Bretschger. Ta lisas: „Me parandasime selle energia tagasivõtu võimet umbes kahelt protsendilt 13 protsendini, mis on suur samm õiges suunas. Kui seda tehnoloogiat kaubanduslikult rakendada, võiksime toota märkimisväärse koguse elektrit. Nii võib lõpuks reovee käitlemine olla tasuta. See võib tähendada, et arengumaades või ka USA veevaesetes piirkondades tõuseb puhtama vee kättesaadavus rohkema reovee ümbertöötlemise tehnoloogiate kaudu,“ vahendab ScienceDaily.com.

Uus „mikroobne kütusepatarei“ puhastab linna reovett ja tootab samal ajal elektrit. Pilt: Orianna Bretschger, Ph.D

Tänapäeval hõlmab reovee käitlemise tehnoloogia mitmeid samme, mille eesmärgiks on eraldada reovee tahked ja vedelad koostisosad ning reovett enne veeteesse vabastamist puhastada. See sisaldab tihti settepaake, suuremaid objekte lõhkuvaid matseratsiooniseadmeid, osakesi filtreerivaid membraane, „bioloogilise seedimise“ vaheastmeid ja kahjulikke mikroobe tapvaid kemikaale. Ühe hinnangu kohaselt katab selliste süsteemide energiakasutus kokku kaks protsenti kogu USA energiatarbest.

Bretschgeri meeskond J. Craig Venteri Instituudist arendab välja üht versiooni niinimetatud mikroobsest kütusepatareist (ingl.k. microbial fuel cell – MFC). Kosmosesüstikutes ja tuleviku „vesinikumajanduses“ ette kujutatavates autodes kasutatakse tavalisi kütusepatareisid, mis muudavad kütuse otse elektriks ilma kütust süütamata. Nad reageerivad või kombineeruvad näiteks vesiniku ja hapnikuga ning toodavad elektrit ja toodavad vett. MFC-d on aga bioloogilised kütusepatareid. Nad kasutavad kütusena orgaanilist ainet, näiteks reovees leiduvat, kusjuures mikroobid lõhustavad orgaanilise aine ja selle protsessi käigus “toodavad” bakterid elektrone.

Uus MFC kasutab tapärasest reovee käitluse jaamast saadud tavalist reovett. Reovees loomulikult leiduvad mikroobid toodavad metabolisatsiooni või orgaanilise aine seedimise käigus elektrone. Bretschiger avastas, et MFC kogukonnas leidub mikroobe, mis võivad isegi lagundada potentsiaalselt kahjulikke saasteaineid, näiteks benseeni ja tolueeni, mida võib reovees leiduda.

MFC koosneb suletud kambrist, milles mikroobid kasvavad elektroodil oleval kilel, mis võtab nende mikroobidelt emiteeruvaid elektrone vastu. Samal ajal läbivad positiivsed laengud (prootonid) membraani ja liiguvad teise, avatud konteinerisse. Selles mahutis ühendavad teisel elektroodil kasvavad mikroobid hapniku nende prootonitega (ioniseeritud vesinik) ja elektronidega, mis voolavad elektrivälja suhtes muidu varjestatud kambris olevast elektroodist. Selle käigus toodetakse vett või teisi produkte, näiteks vesinikperoksiidi (H2O2).

Bretschgeri sõnul on MFC-d üsna tõhusad reovee käitlemisel orgaanilise aine eemaldamiseks. Andmed viitavad ka haigusttekitavate mikroobide vähenemisele. „Me eemaldame umbes 97 protsenti orgaanilisest ainest,“ väitis Bretschger. „See kõlab puhtalt, kuid pole siiski joomiseks piisavalt puhas. Selleks, et saada joogikõlbulikku vett, oleks tarvis eemaldada 99,99 protsenti orgaanilisest ainest ja vett täielikumalt desinfitseerida.“ Siiski väitis ta, et nende MFC võib ühel päeval asendada mõned käesolevalt kasutusel olevad astmed munitsipaalreovee töötlemisel.

Teadustöö meeskond esitas oma esimese MFC eelmisel aastal. Sellest alates tõstsid nad oma seadme iganädalase jäätmetöötluse võimekust 75 liitrilt 380 liitrini. Lisaks asendasid nad titaanist koostisosad polüvinüülkloriidist raamiga ja grafiidist elektroodidega. Selle tõttu maksab uus kütusepatarei umbes 40 dollarit liitri kohta, mis on pool nende eelneva prototüübi hinnast. Teadlaste meeskond loodab lõpuks hinda alandada umbes 5 dollarini liitri kohta, et olla konkurentsivõimeline olemasolevate veetöötlustehnoloogiatega.

Bretschgeri sõnul on nende uus seade ka üle kuue korra oma eelkäijast tõhusam, muutes 13 protsenti kasutatavast energiast reovees elektriks. Ehkki see genereerib vaid väikese elektrivoolu, selgitas Bretschger, et 20–25%-se tõhususega töötav suur seade võib toota piisavalt elektrit, et varustada tavapärast reovee töötlemise jaama. Tüüpiline reovee töötluse jaam võib mõnede hinnangute kohaselt tarbida sellise koguse elektrit, millest piisaks 10 000 või enama kodu elektrivajaduste rahuldamiseks.

Allikas

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Ülikiire säriga pildistamistehnoloogia on teel
  2. Ameerika teadlased töötasid välja vedeliklahustuva elektroonika
  3. Valmis 20 aastat voolu andev väikepatarei
  4. Hüdrogeel-elektroonika debüüt
  5. Tulevikus võib olla võimalik näha mobiiltelefonidega läbi seinade
  6. Kiireim juhuslike numbrite generaator
  7. Epidermiline elektroonika
  8. Saksa teadlased valmistasid väikese metallstruktuuri integreeritava termoelektrilise generaatori
  9. GaN nanojuhtmeid ootab helge tulevik
  10. Kõrgtehnoloogilised tätoveeringud jälgivad ajulaineid

Filed Under: Rakenduslik teadus, Teadusuudised Tagged With: Tehnovidinad

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in