Postęp w ogniwach paliwowych zasilanych ściekami

Postęp w ogniwach paliwowych zasilanych ściekami

Amerykańscy naukowcy w ciągu ostatniego roku dziesięciokrotnie poprawili wydajność ogniwa paliwowego zasilanego ściekami. Zwiększenie wydajności osiągnięto dzięki zmianom w konstrukcji. Aby ogniwo mogło być użyte na szeroką skalę konieczny jest dalszy postęp w rozwoju, który będzie skutkował kolejnym, dziesięciokrotnym wzrostem mocy mikrobiologicznego ogniwa paliwowego UMFC (Upflow Microbial Fuel Cell).

Większą moc mikrobiologicznego ogniwa paliwowego naukowcy uzyskali dzięki wprowadzeniu ciągłego przepływu ścieków przez ogniwo oraz zmianie kształtu ogniwa. Ścieki w ogniwie stanowią pożywienie dla flory bakteryjnej, na podłożu z węgla aktywnego, której zadaniem jest wytwarzanie elektronów na anodzie, które następnie wędrują miedzianym przewodem do katody. Utworzone w procesie utleniania protony przemieszczają się ku katodzie gdzie w połączeniu z tlenem tworzą cząsteczkę wody. W porównaniu ze standardowymi ogniwami paliwowymi zasilanymi najczęściej wodorem w mikrobiologicznym ogniwie nie ma konieczności stosowania drogich katalizatorów (platyny, niklu), ich rolę pełnią bakterie. Ponadto nie ma problemów z dystrybucją i magazynowaniem wodoru, paliwo, którym są ścieki dostępne jest praktycznie wszędzie.

Rok temu doktor Lars Angenent z Washington University w St. Louis opracował ogniwo, w którym katoda była nad anodą. W obecnym ogniwie zwiększono powierzchnię elektrod, co osiągnięto budując ogniwo w kształcie litery U oraz zmniejszono odległość między elektrodami, dzięki czemu zmniejszył się opór ogniwa. Dzięki tym dwóm zmianom zwiększono moc ogniwa paliwowego z 3 W/m3 do 29 W/m3. Średnia moc ogniwa z uwzględnieniem urządzeń pomocniczych wynosi 20 W/m3. Aby można było wprowadzić mikrobiologiczne ogniwa paliwowe na szeroką skalę ich moc musi wzrosnąć do minimum 160W/m3. Docelową mocą, jaką chcą osiągnąć badacze jest 300 W/m3.

(pj)