Ogniwo paliwowe likwiduje zanieczyszczenia, produkując elektryczność
Mikrobowe ogniwa paliwowe (MFC) to paliwa, które wykorzystują bakterie do katalizowania oksydacji materii organicznej w celu wytworzenia energii elektrycznej, łącząc w ten sposób usuwanie zanieczyszczeń z produkcją energii elektrycznej. W ramach finansowanego przez UE projektu SEFCUMPAQ zbadano typ MFC znany jako osadowe ogniwa paliwowe (SFC). Celem było opracowanie ogniwa paliwowego, które łączyłoby oczyszczanie ścieków z produkcją elektryczności oraz remediacją zanieczyszczeń metalami ciężkimi ekosystemów wodnych. Główne wyzwanie, przed jakim stanął zespół SFC było udoskonalenie procesu formowania biofilmu na anodzie ogniwa, który testowano w warunkach zanieczyszczonej słodkiej wody i wody morskiej przy użyciu zarówno oczyszczonych, jak i mieszanych społeczności mikroorganizmów. Przeprowadzono także przegląd piśmiennictwa na temat bioenergii i zgłoszono pracę do publikacji na łamach wiodącego magazynu naukowego. Przestudiowano techniki elektrochemiczne, aby uzyskać lepszy ogląd tego, w jaki sposób potencjał anodowy wpływa na różnorodność mikroorganizmów występujących w elektroaktywnej warstwie biologicznej. Naukowcy wykorzystali jedno- i dwukomorowe ogniwa elektrolizy drobnoustrojowej do wywołania wzrostu warstwy biologicznej na grafitowych elektrodach prętowych w obecności octanu, który pełnił rolę dawcy elektronów. Gdy elektrody inkubowano przez dłuższy czas przy nieustannym podawaniu elektronów, uzyskano zwiększone prądy anodowe dla bioelektrokatalitycznej oksydacji octanu. Projekt ogniwa bioelektrochemicznego został zbadany w celu uzyskania lepszego zrozumienia przepływu elektronów w warstwach biologicznych. Badanie bakterii Geobacter sulfurredence dostarczyło dodatkowych informacji na temat tego, jak anoda wpływa na gęstość mocy w dwu- i jednokomorowych ogniwach bioelektrycznych. Wzrost warstwy biologicznej Geobacter sulfurredence spowodował odpowiedź bioelektrokatalityczną na oksydację octanu przy różnych potencjałach w pojedynczych ogniwach elektrochemicznych. Z kolei warstwy biologiczne dwukomorowych ogniw bioelektrochemicznych wykazują wyższe gęstości prądu przy niższym potencjale. Badanie wskazało również, że potencjał zmodyfikowanych NH2 elektrod aminowych w ogniwach elektrochemicznych przejawiał wyższe gęstości prądu i kinetyki, potwierdzając duży potencjał aminy w zastosowaniu biopaliw. Głównym osiągnięciem naukowym i technologicznym projektu SEFCUMPAQ była demonstracja wpływu potencjału anodowego na transfer elektronów. Dokonano tego poprzez porównanie z czystymi i mieszanymi społecznościami mikrobowymi, potęgując obecne wytwarzanie dopasowanych do potrzeb powierzchni elektrod. Projekt SEFCUMPAQ przyniósł szereg dodatkowych korzyści technologicznych, które przyczynią się do zwiększenia doskonałości i konkurencyjności europejskiej w dziedzinie bioenergii i kontroli zanieczyszczeń.
