Mikroorganizmy źródłem elektryczności
W bakteryjnym systemie bioelektrochemicznym bakterie przekształcają materię organiczną bezpośrednio w prąd elektryczny. Pozwala to na stymulowanie procesów elektrochemicznych przez energię zawartą w rozpuszczonych związkach organicznych. System bioelektrochemiczny składa się z dwóch elektrod: anody i katody. Na anodzie mikroorganizmy mogą utleniać różne związki organiczne i wytwarzać prąd elektryczny, a na katodzie inne mikroorganizmy mogą używać prądu do produkowania cennych związków chemicznych. Celem projektu BIOANODE (Extracting electrical current from organic compounds in wastewater), finansowanego ze środków UE, było zbadanie, w jaki sposób można wykorzystać biologiczne anody i kontrolować je w szeregu różnych procesów elektrochemii bakteryjnej. Partnerzy projektu badali zastosowanie anod biologicznych do jednoczesnego wytwarzania wodoru i odzyskiwania amonu z osadu w oczyszczalniach ścieków. Opracowano reaktor, który odzyskuje 79% amonu znajdującego się w osadzie. Przeanalizowano też możliwości wykorzystania anod biologicznych do usprawnienia odzyskiwania metali z roztworów wyługowanych. Mikrobiologiczne reaktory elektrochemiczne mogą być stosowane do odzyskiwania metali z kwaśnych odcieków w sposób energooszczędny. Reaktor musi być precyzyjnie sterowany i obsługiwany, aby anody biologiczne mogły działać prawidłowo. W związku z tym badano, jak należy sterować reaktorem. Zespół BIOANODE zbadał metody konserwacji elektrod biologicznych i porównał trzy techniki składowania: chłodzenie, zamrażanie i odwadnianie. Zbadano też katody biologiczne umożliwiające redukcję dwutlenku węgla do octanu i metanu, przetestowano różne strategie i materiały na elektrody oraz przebadano społeczności mikroorganizmów rozwijających się na katodach, jak również katalizowane przez nie reakcje biochemiczne. Projekt BIOANODE pomógł w pogłębieniu wiedzy na temat tworzenia i stosowania bakteryjnych technologii elektrochemicznych w oczyszczaniu odpadów i przyjaznych dla środowiska procesów produkcyjnych.
Słowa kluczowe
Elektrody, elektrochemia mikrobiologiczna, BIOANODE, prąd elektryczny
