Tvornice struje iz kanalizacije

Otpadne vode desetljećima su problem za stanovnike mnogih gradova, ali i vlade brojnih zemalja, koje uglavnom ne znaju kako se nositi s njima. Istini za volju, postojeće tehnologije aktivnog mulja upotrebljavaju se u nekim zemljama, ali uz to idu problemi onečišćenja atmosfere, velikih troškova ulaganja i stalnih dvojbi o isplativosti. No sudeći prema novim rješenjima, koja se doduše tek ispituju, i taj bi se problem mogao gotovo preko noći pretvoriti u rješenje koje će otpadne vode pretvoriti u ‘tvornice struje’ bez ikakvih ekoloških dvojbi. Stručnjaci s američkog Oregon State Universityja na tragu su dobivanja električne energije izravno iz otpadnih voda s pomoću mikrobnih gorivih stanica. Uz novu tehnologiju razvijenu u laboratoriju Sveučilišta u Ohiju sada se može proizvesti od deset do čak pedeset puta više električne energije po volumenu nego što to mogu klasični izvori!

Znanstvenici su suglasni da to uskoro može promijeniti budućnost, u kojoj će aktivni mulj otpadnih voda postati dragocjena sirovina u proizvodnji sve skuplje električne energije. Jednako je bitno i da ta će tehnologija pročistiti otpadne vode, čime će se aktivno utjecati na cijeli planet.

• Uspijemo li ovu tehnologiju prenijeti u komercijalni sektor, otpadne vode postat će velik proizvođač energije uz relativno nizak utrošak energije – smatra Hong Liu, profesor na Sveučilištu u Ohiju, te objašnjava da bi to moglo utjecati na svjetski razvoj, uštedjeti nam gomilu novca i na kraju osigurati bolji tretman vode i promicanje energetskih održivosti.

Stručnjaci procjenjuju da se oko tri posto električne energije koja se potroši u Sjedinjenim Američkim Državama i drugim razvijenim zemljama iskorištava za rješavanje problema povezanih s otpadnim vodama. Što je zanimljivije, velik dio te energije proizvodi se iz fosilnih goriva, koja imaju nemjerljivo loš učinak na globalno zatopljenje. Dobivanjem struje iz otpadnih voda riješio bi se taj problem i dobilo više struje nego što se sada utroši na razgrađivanje otpadnih voda. I to bez dodatne emisije stakleničkih plinova. Novi sustav ‘OSU’ radi na potpuno različitom konceptu nego dosadašnji, sa smanjenim razmacima između anoda i katoda i novim separacijskim materijalima pa je moguća proizvodnja više od dva kilovata po kubičnome metru. A to je mnogo više od dosadašnjih dosegova gorivim čelijama ili klasičnog tretiranja otpadnih voda, kojim se dođuše dobiva struja, ali uz ekološki neželjene procese. Ovdje se, tvrde stručnjaci, ne proizvodi neželjeni sumporovodik niti se ispušta metan, koji je veoma opasan staklenički plin.

Trenutačno svi elementi i detalji sustava ‘OSU’ potpuno su isprobani u laboratorijskim uvjetima i slijedi posljednja pilot-studija na osnovi koje bi se dobilo zeleno svjetlo za serijsku proizvodnju. Za to su, naravno, potrebni sponzori, kompanije koje žele ući u projekt i za sada su u prvom planu velika imena prehrambene industrije. One inače stalno proizvode određene vrste otpadnih voda s kojima ne znaju što će i koje bi im s pomoću nove tehnologije omogućile dobivanje znatnih količina električne energije. Prema prvim izračunima, početni troškovi mogli bi biti na razini onih koji su potrebni za danas već udomaćenu tehnologiju pretvaranja aktivnog mulja u električnu energiju. No ako se ugrađuje i zarada od buduće mnogo veće proizvodnje i prodaje električne energije proizvedene iz otpadnih voda, sigurno je da bi se troškovi mogli i prepoloviti.

Nova tehnologija za razliku od one koja se danas upotrebljava čisti kanalizaciju posve drukčije jer bakterije oksidiraju organske tvari i u tom procesu proizvode elektrone koji se pokreću iz anode do katode unutar gorive čelije. Pritom dolaze u obzir sve vrste otpadnih voda bez obzira na sadržaj. Već sada tvorci novog sustava vide budućnost nove tehnologije, posebice u zemljama u razvoju u kojima postoji manjak električne energije, a otpadnih voda ima i previše. Ponose se postignutim napretkom u proizvodnji električne energije iz kanalizacije uporabom novih premaza na anodi od mikrobnih elek-

Energetska slika svijeta uskoro bi se mogla drastično promijeniti ako aktivni mulj otpadnih voda postane dragocjena, a jeftina sirovina za proizvodnju sve skuplje električne energije. A mogao bi i pročistiti cijeli planet.

Ne treba ni spominjati da je i ovaj put nanotehnologija uplena svoje prste u istraživanje jer su grafitne anode premazane zlatnim nanočesticama. Naravno da je to poskupilo projekt, no već se traže se novi, jeftiniji materijali koji bi mogli zamijeniti skupo zlato. Stručnjaci se nadaju da bi željezo moglo zamijeniti nanozlato uz mnogo manje novca.

• Ovo je vrlo važan korak prema našem cilju. Kanalizacija je zapravo gorivo koje rabimo za proizvodnju električne energije. Još tražimo neka poboljšanja u dizajnu katodne komore i nastojimo bolje razumjeti interakciju između različitih mikrobnih vrsta. Ali jasno je da se novim pristupom dobiva znatno više energije – rekao je medijima Frank Chaplen, izvanredni profesor biološkog i ekološkog inženjeringa na državnom Sveučilištu u Oregonu.

Stalni napredak nanoznanosti pruža jedinstvenu priliku da se razviju nove vrste elektroda koje su mnogo učinkovitije od dosadašnjih zbog svojih izvanrednih strukturnih, električnih i kemijskih svojstava, napisali su istraživači u svom izvješću. A to je i najvažniji dio cijelog sustava na koji se do sada trošilo najviše novca s ne baš prevelikim rezultatima.

S tzv. tehnologijom OSU i na sličnom načelu umjesto struje može se proizvesti i vodik koji ima velik potencijal iskorištavanja gorivih čelija u vozilima budućnosti. Zahvaljujući prvotnim uspjesima u razvoju nove tehnologije, istraživači iz Oregona i Ohija postali su neka vrsta američkih nacionalnih lidera u znanosti jer bi, bude li sve u redu s novom tehnologijom, mogli znatno smanjiti troškove pročišćavanja otpadnih voda u SAD-u. Zbog toga je projekt poduprla i Nacionalna zaklada za znanost, koja ga je uvrstila u američke istraživačke prioritete.