Moc mikrobów

Pozostawiają osady organiczne na dnie morskim na 80 milionów lat, a mogą zamienić się w ropę naftową. Jednak niektórzy mikrobiolodzy i geobiolodzy nie chcą czekać tak długo, aby wykorzystać ukrytą energię osadów. Opracowują proste, niedrogie ogniwo paliwowe — tylko dwie elektrody w kształcie dysku i obwód łączący — który generuje energię elektryczną, gdy zostanie posadzony w mule na dnie oceanu. Dno morskie to gotowa bateria, mówi Leonard Tender z Naval Research Laboratory, który wynalazł urządzenie razem z Clare Reimers z Oregon State University.

Osad morski wzdłuż wybrzeży kontynentalnych zawiera około 2% węgla organicznego, głównie z martwego planktonu. Mikroby połykają i utleniają węgiel, przenosząc odcięte elektrony do substancji chemicznych w osadzie. Transfer wytwarza napięcie między dnem oceanu a leżącą na nim wodą morską, różnica potencjałów, która generuje prąd, gdy jedna elektroda umieszczona w mule jest łączona z drugą nad nim. Takie urządzenia, testowane u wybrzeży New Jersey i Oregon, generowały stałą moc na niskim poziomie przez dziewięć miesięcy bez przerwy. Wszystko wskazuje na to, że trwaliby wiecznie, mówi Tender.

Ta historia była częścią naszego wydania z grudnia 2002 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Nieoczekiwanym odkryciem było to, że duża część mocy pochodzi z biologicznej aktywności bakterii zwanych Geobacter, które kolonizują elektrody. Według ostatnich badań Dereka Lovleya, mikrobiologa z University of Massachusetts, Amherst, bakterie te przenoszą elektrony bezpośrednio do zakopanej elektrody, a nie do otaczającego osadu.

Ogniwa paliwowe mogą teraz generować około jednego wata energii elektrycznej, co wystarczy do zasilania instrumentów oceanograficznych, takich jak czujniki temperatury. Ten poziom mocy jest niezwykły, mówi mikrobiolog z Michigan State University Greg Zeikus, który pracuje nad podobnymi mikrobiologicznymi ogniwami paliwowymi do wytwarzania energii elektrycznej ze ścieków komunalnych. To cel, który wszyscy chcemy osiągnąć. Jednym z możliwych zastosowań jest zasilanie wojskowych urządzeń nadzoru. Oczyszczanie portów to kolejna rzecz, ponieważ, jak mówi Tender, ogniwa paliwowe przyspieszają rozkład toksyn organicznych przez drobnoustroje.

Tender spekuluje, że ogniwa paliwowe na wodę morską mogłyby nawet dostarczać czystą, obfitą energię do krajowej sieci energetycznej. Umieszczenie setek urządzeń na złożach zamarzniętego metanu w niektórych przybrzeżnych osadach dna morskiego powinno teoretycznie generować duże prądy elektryczne. W tej chwili jesteśmy na poziomie jednego wata, mówi Tender. Ale nie ma powodu, dla którego nie można by tego skalować do regionu megawatów w odpowiednim środowisku.

ukryć