пятница, 2 марта 2012 г.

Разработана новая технология выработки энергии из сточной воды

Разработана новая технология выработки энергии из сточной водыСоединив две известные технологии получения электричества, ученые создали энергетическую ячейку, способную работать везде, где есть запасы сточной воды.

Основа нового метода производства энергии из сточной воды и соли – так называемый реверсивный электродиализ (RED), где электрический ток получается из-за разницы между ионными составами пресной и соленой воды. Суть его проста: в такой энергетической ячейке слои пресной и соленой воды разделены мембранами, которые воду сквозь себя не пропускают, но прозрачны для положительно или отрицательно заряженных ионов. Метод хорошо разработан, но у него есть ряд недостатков, главный из которых – большое количество мембран, необходимых для работы такого накопителя: модуль ячейки RED мощностью в 250 киловатт имеет размеры корабельного контейнера.

Группа исследователей из Университета штата Пенсильвания под руководством профессора Брюса Логана усовершенствовала эту технологию методом, который используется в микробных топливных элементах (MFC). Их работа опубликована в свежем выпуске журнала Science.

Это устройство, в котором работают колонии так называемых экзоэлектрогенных бактерий, которые способны очищать воду от органических веществ и при этом производить электрический ток.

Пару лет назад группа дополнила RED-накопитель микробным топливным элементом, и это привело к существенному сокращению числа мембран и увеличило его электрическую мощность.

Микробная реверсно-диализная энергетическая ячейка MRC, созданная ими, работала на разнице между морской и пресной водой. Бактерии, используемые в таких ячейках, широко распространены и живут там, где много промышленных и бытовых органических отходов, то есть в сточных водах. Использование сточных вод вблизи морских городов делало этот источник энергии практически неисчерпаемым и, по расчетам, давало доступ к 17 гигаваттам энергии отходов, теряющимся на побережьях США.

«Отходы могут дать нам от 7% до 17% всей электроэнергии, потребляемой в США»,


– говорит Логан.

Однако у таких ячеек MRC, работающих на морской воде, есть существенный недостаток: органические отходы быстро портят мембраны – их приходится постоянно чистить и соответствующим образом обрабатывать воду, что сильно затрудняет практическое использование этого метода. Тогда ученые решили морскую соль заменить другой – бикарбонатом аммония. Растворы бикарбоната аммония действуют в ячейках MRC точно так же, как и морская вода, но, в отличие от нее, не приводят к порче мембран.

Более того,

протестировав энергетическую ячейку с бикарбонатом аммония, исследователи обнаружили, что она производит больше энергии, чем при работе с морской водой.

По словам Логана, это происходит потому, что в присутствии этой соли бактерии начинают активнее потреблять растворенную в воде органику, причем именно ту фракцию органики, которую обычно труднее всего удалять из воды и которую удаляют, применяя систему сложных фильтров. Логан заявляет, что, заменив очистку сточных вод от органических отходов микробными топливными ячейками, можно сэкономить около 60 гигаватт энергии.

Дополнительным и не менее важным плюсом созданных его группой энергетических ячеек является то обстоятельство, что, производя электроэнергию (или, в качестве варианта, водород), они не приводят к выбросу двуокиси углерода, парникового газа, с эмиссией которого сегодня в мире, как мы знаем, идет активнейшая борьба.
Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

LiveJournal получил только 11 заявок на "амнистию" блогов
Администрация блогхостинга LiveJournal получила только 11 заявок на разблокировку блогов, которые были заморожены из-за накрутки рейтинга, сообщил в своем дневнике руководитель сервиса в России Илья Дронов в понедельник. Правила LiveJournal запрещают пользователям "накручивать" рейтинг собственного журнала. По словам Дронова, существуют пользователи, которые, например, создают множество аккаунто...
  (читать дальше)

Intel поддержит инновационные ИТ-разработки для автомобилей
Корпорация Intel объявила о намерении инвестировать $100 млн в разработку и внедрение передовых технологий для автомобильных информационно-развлекательных систем и средств обработки и передачи данных. Финансовую поддержку получит Центр автомобильных инноваций (Automotive Innovation and Product Development Center) в Карлсруэ (Германия). Он займётся оптимизацией технологий Intel для различных прил...
  (читать дальше)

Новый гибридный аспирин как потенциальный противораковый препарат
Исследователи из Нью-Йоркского колледжа (США) объединили две новые «дизайнерские» формы аспирина в одно гибридное соединение, которое оказалось куда более эффективным в сдерживании роста некоторых форм рака в лабораторных тестах, чем любой из предшественников. Результаты работы о гибридном NOSH-аспирине, названном так за его способность выделять оксид азота (NO) и сероводород (H2S), опубликованы в...
  (читать дальше)

В Катаре строится теплица, проект которой вдохновлён верблюжьими ноздрями
К концу года в катарской пустыне будет построена уникальная теплица, орошаемая морской водой. Проект Sahara Forest стоимостью $5,3 млн и площадью 10 тыс. м² воплотится в жизнь в непосредственной близости от Дохи. Технология опреснения позаимствована у самой природы. Внешняя энергия и прочие ресурсы не требуются. Секрет — в разнице между температурой поверхностной морской воды и воды, взятой с ...
  (читать дальше)

На динозаврах, возможно, жили примитивные блохи
В Китае найдены прекрасно сохранившиеся окаменелости, которые позволяют предположить существование связи паразит — хозяин уже в юрском периоде, более 150 млн лет назад. Сегодня разнообразная группа паразитических насекомых (мы называем их блохами) изрядно досаждает млекопитающим и птицам, и это никого не удивляет. Но мало что известно об их происхождении. Ископаемые находки представляют собой в ...
  (читать дальше)

Древнейший лес планеты стал чуть разнообразнее
В 1920-х в карьере, где добывали песчаник, близ Гильбоа (штат Нью-Йорк, США) были обнаружены сотни остатков ископаемых деревьев. Их возраст оценили в 390 млн лет; по сей день это самый старый лес в мире, известный науке. Учёные сочли, что там рос всего один загадочный вид деревьев, обозначенный Eospermatopteris (или дерево Гильбоа). Он напоминал современные пальмы: крона была расположена на само...
  (читать дальше)

Создана глушилка посторонней болтовни
Кадзутака Курихара из Национального исследовательского научно-технологического института и Кодзи Цукада из Университета Отяномидзу (оба — Япония) знают, как раз и навсегда решить проблему болтунов, создающих неприятный шумовой фон во время любого выступления, лекции или научной конференции. По сообщениям психологов, человек не может продолжать разговаривать, если его слова воспроизводятся с заде...
  (читать дальше)

Дети доверяют чужим жестам больше, чем собственным глазам
Для маленьких детей жестикуляция является важнейшим способом общения с другими людьми, поэтому ребёнок готов верить чужим жестам, даже если его собственный опыт говорит о том, что его обманывают. Если вы хотите в чём-то убедить ребёнка, не тратьте слова — просто покажите пальцем. Как выяснили психологи из Вирджинского университета (США), для детей дошкольного возраста (от трёх до пяти) самым нео...
  (читать дальше)

Чтобы соблазнить самку, манакины зовут на помощь родственников
Самцы манакинов слетаются на ток вместе с близкими родственниками: во-первых, «лузеры» поручают главному донжуану в семье передать семейные гены в следующее поколение, а во-вторых, удачливый самец выглядит более выигрышно на фоне остальных представителей рода. Обычно птицы стараются устраивать свою личную жизнь в отсутствие конкурентов: если на участок одного самца залетит другой, то первый пост...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)