Naukowcy z czołowych rosyjskich uniwersytetów opowiedzieli Sputnikowi o znaczeniu energii drobnoustrojów i swoich osiągnięciach w tej dziedzinie.
Wiele mikroorganizmów jest w stanie żywić się w środowisku beztlenowym dzięki utlenianiu materii organicznej, jednocześnie uwalniając elektrony do środowiska zewnętrznego. Jeszcze na początku XX wieku naukowcy próbowali wykorzystać takie mikroorganizmy - egzoelektrogeny - do produkcji energii elektrycznej, ale do niedawna moc mikrobiologicznych ogniw paliwowych pozostawała znikoma. Mikrobiologiczna bateria może działać na różnorodnych substancjach organicznych - w tym ściekach lub odpadach przemysłowych.
Poszukiwanie optymalnej konfiguracji mikrobiologicznych ogniw paliwowych, jak wyjaśnili naukowcy, jest trudnym zadaniem, które wymaga modelowania matematycznego uwzględniającego materiał elektrod, stężenie i szybkość podawania substratu organicznego, pH pożywki, geometrię układu i inne czynniki.
Substratem w bateriach był roztwór glukozy w mieszaninie soli, a źródłem mikroorganizmów był osad czynny stosowany do oczyszczania ścieków. Wyniki badań naukowców z Rosyjskiego Uniwersytetu Chemiczno-Technologicznego im. Mendelejewa opublikowano w czasopiśmie "Energies".
Na podstawie wyników eksperymentów naukowcy dopracowali wartości parametrów numerycznych uwzględnionych w modelu, a następnie za pomocą modelu obliczyli optymalne stężenie glukozy w pożywce. Naukowcy zauważyli również, że za pomocą proponowanego modelu można zoptymalizować inne kluczowe parametry mikrobiologicznych ogniw paliwowych.
Według naukowca z Wydziału Chemii Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego im. Łomonosowa, Anatolija Antipowa, na tle stałego wzrostu zużycia energii elektrycznej, stale rośnie zapotrzebowanie na różne generatory elektryczne oparte na odnawialnych surowcach organicznych.
Badania zostały przeprowadzone przez pracowników Katedry Informatyki i Wydziału Biotechnologii Rosyjskiego Uniwersytetu Chemiczno-Technologicznego im. Mendelejewa wraz z badaczami z Instytutu Chemii Fizycznej i Elektrycznej RAN im. Frumkina i Uniwersytetu w Genui (Włochy). W przyszłości naukowcy z Rosyjskiego Uniwersytetu Chemiczno-Technologicznego planują wykorzystać nowy model do opracowania hybrydowego systemu oczyszczania ścieków z synchronicznym wytwarzaniem energii elektrycznej.