Αμερικανοί ερευνητές επινόησαν ένα πολλά υποσχόμενο σύστημα που συνδυάζει δύο μορφές ανανεώσιμης ενέργειας και χάρη στο οποίο εγκαταστάσεις διαχείρισης αστικών λυμάτων θα μπορούσαν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια αντί να την καταναλώνουν.
Αμερικανοί ερευνητές επινόησαν ένα πολλά υποσχόμενο σύστημα που συνδυάζει δύο μορφές ανανεώσιμης ενέργειας και χάρη στο οποίο εγκαταστάσεις διαχείρισης αστικών λυμάτων θα μπορούσαν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια αντί να την καταναλώνουν. Όπως γράφουν στην επιθεώρηση Science, η συσκευή τους παράγει 0,9 κιλοβατώρες ηλεκτρισμού ανά κιλό οργανικών αποβλήτων όταν η διαχείριση των λυμάτων καταναλώνει συνήθως 1,2 κιλοβατώρες ανά κιλό.
Το σύστημα που αναπτύχθηκε στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια «παντρεύει» τη μέθοδο των λεγόμενων μικροβιακών κυψελών καυσίμου, κατά την οποία τα μικρόβια «τρώνε» οργανική ύλη για να παραχθεί ρεύμα, με ένα σύστημα αντίστροφης ηλεκτροδιάλυσης, στο οποίο θετικά και αρνητικά ιόντα διαχωρίζονται από μεμβράνες έτσι ώστε και πάλι να παραχθεί ρεύμα. Το πρόβλημα των τεχνολογιών αυτών είναι ότι οι μεν μικροβιακές κυψέλες καυσίμου δεν είναι και τόσο αποδοτικές, η δε αντίστροφη ηλεκτροδιάλυση στοιχίζει πολύ λόγω των ειδικών μεμβρανών που απαιτούνται.
«Συνδυάζοντας τις δύο τεχνολογίες ξεπεράσαμε τους περιορισμούς των κυψελών καυσίμου και κατορθώσαμε να παραγάγουμε συνεργικά ενέργεια για το σύστημα αντίστροφης ηλεκτροδιάλυσης», λέει ο καθηγητής Μπρους Λόγκαν, επικεφαλής της ομάδας που κατασκεύασε τη συσκευή. Ο συνδυασμός των δύο τεχνολογιών επέτρεψε τη χρήση 5 μεμβρανών αντί των 20 που απαιτούνται για την παραγωγή ενέργειας, μειώνοντας έτσι το κόστος κατά 75%.
Καταλυτικό ρόλο στην ανάπτυξη του νέου συστήματος διαδραμάτισε η χρήση διττανθρακικού αμμωνίου ως καυσίμου, αντί του θαλασσινού νερού που συνήθως χρησιμοποιείται, αλλά δεν είναι το ίδιο αποδοτικό. Αυτό σημαίνει ότι τη συσκευή θα μπορούσαν να εκμεταλλευτούν και κοινότητες που δεν βρίσκονται κοντά στις ακτές. Επιπλέον, το διάλυμα διττανθρακικού αμμωνίου μπορεί να ανακυκλώνεται διαρκώς με την αξιοποίηση της πλεονάζουσας ενέργειας από τα εργοστάσια. Κατά το Λόγκαν και την ομάδα του, εξίσου αποτελεσματική θα ήταν η χρήση άλλων οργανικών υλών, π.χ. γεωργικών αποβλήτων.
Η διαδικασία θα μπορούσε να αξιοποιηθεί οπουδήποτε, όμως οι εμπνευστές της οραματίζονται την εφαρμογή της σε κοινότητες αναπτυσσόμενων χωρών, όπου θα μπορούσε να παρέχει ταυτόχρονα καθαρό νερό και ηλεκτρικό ρεύμα. «Η βασική εφαρμογή αυτή τη στιγμή είναι στη διαχείριση λυμάτων, με τον καθαρισμό του νερού και παράλληλα την παραγωγή ενέργειας από την πλεονάζουσα θερμότητα», εξηγεί ο καθηγητής. «Αντί για έναν καθαρό σωλήνα, έχουμε καθαρό κέρδος», καταλήγει αστειευόμενος.