Исследователи разрабатывают стратегии для увеличения масштаба биоэлектрохимических систем

В связи с растущей озабоченностью проблемами управления энергетикой и водными ресурсами, микробные электрохимические технологии (МЭТ), такие как микробные топливные элементы, стали перспективными решениями. Однако фактический прогресс в этих технологиях до сих пор не оправдывал ожиданий. Теперь, в новом исследовании, ученые из Кореи, Индии, ОАЭ и Турции выделили стратегии, которые могут помочь в расширении масштабов МЭТ, что в конечном итоге приведет к их коммерциализации и широкому использованию.

МЭТ недавно появились как инструмент для получения биоэнергии и биоресурсов из органических отходов. Это может помочь в долгосрочной выработке энергии в процессе очистки сточных вод. МЭТ, обычно называемые биоэлектрохимическими системами (БЭС), обеспечивают максимальное извлечение ресурсов и энергии при минимальных энергетических затратах.

Однако в настоящее время существует несоответствие между ожиданиями и реальным прогрессом в технологиях БЭС из-за отсутствия воспроизводимых и статистических данных, что препятствует их масштабированию и, в свою очередь, коммерциализации.

На этом фоне международная группа исследователей во главе с доктором Дипаком Джадхавом и профессором Кю-Джун Чае из Корейского морского и океанического университета (KMOU) опубликовала в журнале Bioresource Technology исследование, посвященное этой проблеме. Исследование стало доступно в Интернете 10 сентября 2022 года и было опубликовано в томе 363 журнала 1 ноября 2022 года.

«Для промышленного применения масштабирование биоэлектрохимических систем является важной задачей, прежде чем приступать к их коммерциализации. Наше исследование предлагает стратегии, которые могут быть приняты для достижения этой цели», — объясняет доктор Джадхав. «Такая технология станет ценным дополнением для восстановления ресурсов, включая биоводород, электричество, промышленные химикаты».

В этой связи обзор последних исследований показал, что для расширения масштабов МЭТ необходимо систематически переосмысливать чистую регенерацию энергии, выход ресурсов и текущее производство с акцентом на устойчивость и возможность сбыта энергии.

Наиболее важной выявленной потребностью была стандартизация индексов производительности, которая помогает оценить эффективность различных СЭП. Кроме того, команда предложила единую рамку для методов нормализации, чтобы обеспечить точное сравнение данных с существующими методами обработки. Эти технологические внедрения, по мнению авторов исследования, позволят эффективно решить существующие проблемы с BES. Это, в свою очередь, поможет привлечь деловой рынок, заинтересованные стороны и инвесторов, прокладывая путь к их коммерциализации.

«Мы ожидаем, что на основе выделенных нами стратегий по расширению масштаба технологий BES мы сможем использовать их потенциал для восстановления ресурсов путем преобразования химической энергии сточных вод в ценные ресурсы в процессе очистки на месте с эффективностью, сравнимой с традиционными методами», — заключает профессор Кю-Джун Чэ.