Viete si predstaviť, že by sa kanalizácia mohla čistiť na úrovni domácnosti, ekonomicky uskutočniteľným a energeticky účinným spôsobom? Jeden z Európskych výskumných projektov vyvíja nový, ekologický spôsob čistenia odpadových vôd v malých komunitách. Hlavnou myšlienkou výskumu je využívanie baktérií, ktoré produkujú elektrickú energiu a rozkladajúci sa organický odpad. Výsledkom je čistá voda s nulovými nákladmi na energiu a bez zbytkového znečistenia. Jedná sa o baktérie Shewanella oneidensis, ktoré sú veľkými fanúšikmi ťažkých kovov. Ich chuť na železo, olovo a ortuť je užitočná pri čistení vody z týchto kontaminantov a okrem toho dokonca dokážu produkovať elektrickú energiu.
Baktéria Shewanella oneidensis
Baktéria Shewanella oneidensis bola prvý krát izolovaná v roku 1988 z jazera Oneida v štáte New York. Baktéria obsahuje proteíny v bunkovej membráne, ktoré vedú elektróny a sú nevyhnutné pre dýchanie buniek. Aby sa lepšie využila schopnosť baktériových buniek produkovať energiu ako súčasť ich metabolizmu, výskumný tím vyvinul syntetickú molekulu nazvanú DSFO +, ktorá modifikuje bunkové membrány pre vodivosť a zvyšuje výkon bez toxických vedľajších účinkov. DSFO + nájde okamžitý význam v mnohých bioelektronických aplikáciách na úpravu vody a predpokladá sa, že molekulárny dizajn DSFO + bude inšpirovať návrh ďalších relevantných molekúl. Konvenčné čistiarne vody spaľujú elektrickú energiu – priemerne spotrebujú 1,5 kilowatthodín za každý kilogram znečisťujúcich látok, ktoré boli z vody odstránené. Napríklad v USA to predstavuje neuveriteľné 3% celkovej spotreby energie. Ak by bol experiment úspešný, mohol by vykresliť cestu k miestnej recyklácii odpadových vôd, ktorá by bola v budúcnosti rovnako bežná ako dnešné umiestňovanie solárnych panelov na strechy rodinných domov.
Mikrobiálne palivové články
Využitie mikrobiálnych palivových článkov ako alternatíva k existujúcim čistiarňam vody sa uvažovalo už dávnejšie. Dnešné čistiarne vody taktiež využívajú k procesu baktérie na metabolizovanie organických materiálov, avšak v konečnom dôsledku vyžadujú ďalšie chemické a energeticky náročné ošetrenie predtým, než odpad skončí na skládke. Technika BioVolt kombinuje kmene mikróbov na spracovanie kalu spôsobom, ktorý premieňa celé nastavenie na akýsi akumulátor, ktorý produkuje elektrickú energiu. Podobné projekty prebiehajú aj v iných častiach USA a budúcnosť, kde sa rôzne typy mikrobiálnych palivových článkov využívajú na spracovanie rôznych druhov odpadu a zároveň sa získavajú užitočné vedľajšie produkty je dúfame už za dverami.
