Mikrobiologiczne ogniwa paliwowe pomagają oczyszczać ścieki
Czysta woda jest niezbędna do życia, ale na całym świecie coraz większym problemem staje się zanieczyszczenie tego cennego surowca ściekami bytowymi, komunalnymi i przemysłowymi. Na szczęście społeczeństwo powoli odrzuca tradycyjny model wzrostu oparty na zasadzie „weź, zrób, zużyj, wyrzuć” i przechodzi na gospodarkę o obiegu zamkniętym, w której kluczową rolę odgrywa recykling wody. Liczba ludności na świecie rośnie obecnie w tempie około 80 milionów rocznie, co oznacza, że zapotrzebowanie na wodę pitną wzrasta o 64 miliardy metrów sześciennych rocznie. Istnieje zatem pilna potrzeba ponownego wykorzystywania wody, zwłaszcza w kontekście problemu jej niedoboru, na którą już odpowiedzieli naukowcy, pracując nad zaprojektowaniem systemów uzdatniania wody do zaspokojenia coraz większego popytu. Wyzwanie podjął także zespół projektu MEMBio, finansowanego w ramach programu „Horyzont 2020”, który opracował wydajny, uniwersalny i przyjazny dla środowiska proces przemysłowej syntezy biokompatybilnych ceramicznych membran do oczyszczania ścieków. „Nasz system pozwoli zmniejszyć zapotrzebowanie na energię i ograniczyć powstawanie osadów przy minimalnych nakładach na jego utrzymanie”, mówi dr Jonas Gurauskis, koordynator projektu i założyciel firmy AENEAM Advanced Membrane Technologies. Udoskonalona technologia i strategia Membrany opracowane w projekcie MEMBio wykorzystywane są w mikrobiologicznych ogniwach paliwowych (ang. microbial fuel cells, MFC), których technologia została udoskonalona względem tradycyjnych ogniw MFC i które wykorzystują oddychające mikroorganizmy do zamiany podłoża organicznego w energię elektryczną. „Stworzyliśmy nasze ogniwa nie w celu produkcji energii, ale dla umożliwiania mikroorganizmom konsumpcji zanieczyszczeń w przedziale anodowym”, wyjaśnia dr Gurauskis. Naukowcy przeprowadzają testy operacyjne, żeby potwierdzić działanie systemu przed jego pełną komercjalizacją. Dla jej celów przeprowadzili też analizę rynku, żeby opracować plan wdrożenia. „Zidentyfikowaliśmy trzy różne kategorie klientów docelowych i rozpoczęliśmy testy pilotażowe”, mówi dr Gurauskis. „Chcemy ocenić działanie trzech różnych prototypów w prawdziwych warunkach, co pozwoli nam przeprojektować nasze membrany i przejść na kolejny etap na drodze do komercjalizacji”. Oprócz opracowania planu wdrożenia zespół udoskonalił także swoją strategię dotyczącą własności intelektualnej, w czym pomógł im mentor z UE. Jak mówi dr Gurauskis: „Jesteśmy bardzo zadowoleni ze wsparcia, jakie otrzymaliśmy. Małym przedsiębiorstwom trudno jest podjąć decyzję o zainwestowaniu w klasyczne zarządzanie własnością intelektualną, oparte na opatentowaniu wszystkiego. Po długich dyskusjach zdecydowaliśmy się na »strategię swobodnego działania«”. Pełne wsparcie techniczne Naukowcy będą publikować rezultaty projektu MEMBio i opracowane schematy w ogólnodostępnych czasopismach, postępując według zasady „dostępu otwartego w takim zakresie, jaki jest możliwy, ale zamkniętego w takim zakresie, jaki jest konieczny”. „Takie podejście uprości proces uzyskiwania patentów i zagwarantuje, że żadna inna firma nie opatentuje niczego podobnego do naszych membran”, mówi dr Gurauskis. Zespół projektu MEMBio oferuje przedsiębiorstwom z sektora rolno-przemysłowego nie tylko system do uzdatniania wody, ale także usługi konserwacyjne i konsultacyjne. Ogniwa będą stosowane w daleko położonych zakładach rolniczych lub przemysłowych, które produkują ścieki wymagające uzdatniania przed ich odprowadzeniem lub ponownym wykorzystaniem. „Chcę podkreślić, że ogniwa nie wymagają zbyt wielu prac konserwacyjnych. Dzięki temu są idealne do zastosowania w regionach trzeciego świata, gdzie standardowe technologie uzdatniania wody nie zdają egzaminu ze względu na brak wyszkolonego personelu lub brak możliwości ich ciągłego działania”, podsumowuje dr Gurauskis.
Słowa kluczowe
MEMBio, mikrobiologiczne ogniwo paliwowe (MFC), uzdatnianie wody, ścieki, własność intelektualna, efektywność energetyczna
