A kanadai McGill Egyetem kutatóinak sikerült optimalizálniuk egy olyan folyamatot, amely az emberi vizeletből nyer ki elektromos áramot. A mikrobiális üzemanyagcella nevű biokémiai eszköz segítségével a kutatók így nemcsak költséghatékony módszert találtak a szennyvíz kezelésére, de még energiát is tudnak termelni – írja az Interesting Engineering.

A kutatók a klímaváltozás kettős hatásából indultak ki: miközben az országoknak csökkenteniük kell a szén-dioxid-kibocsátásukat, az energiabiztonságot is szavatolniuk kell. A nap- és szélenergia az elmúlt években rengeteget tett hozzá ehhez, de még mindig nem sikerült teljesen kiváltani a fosszilis energiahordozókat.

A cél elérése érdekében a kutatók egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek az úgynevezett mikrobiális üzemanyagcellák (Microbial Fuel Cells, MFC) alkalmazására. Az MFC-k olyan eszközök, amelyek mikroorganizmusokat használnak a szerves anyagok oxidálására és áramtermelésre. A felhasznált szerves anyag általában olyan hulladékot jelent, amely az anódon oxidálódik elektronokat termelve, ami végül elektromos áram előállításához vezet.

Az MFC-ket széles körben alkalmazzák, a sótalanítástól a szennyvízkezelésig. Vijaya Raghavan, a McGill Egyetem tudósa és csapata arra volt kíváncsi, hogy az MFC-k képesek-e az emberi vizeletet is feldolgozni, ezért úgy döntöttek, kipróbálják, a változó vizeletkoncentrációnak milyen hatása van az áramtermelésre. Az eredményeket a Results in Chemistry című tudományos lapban publikálták.

Kutatásukhoz a tudósok négy kétkamrás mikrobiális üzemanyagcellát építettek, és szintetikus szennyvíz és emberi vizelet keverékeit használták növekvő, 20, 50 és 70 százalékos koncentrációkban. A két héten át tartó kísérlet során a kutatók mérték a szennyezőanyag-eltávolítást, a vízkezelési teljesítményt és az MFC-k energiatermelését is. Azt találták, hogy az energiatermelés a vizelet magasabb koncentrációjával javult.

A kutatók szerint mindez annak köszönhető, hogy a vizelet esszenciális ionokat és szerves vegyületeket tartalmaz, amelyek támogatják a gyors mikrobiális aktivitást. Ez javítja az energiatermelést és a szennyező anyagok lebontását.

Bár az MFC-k több baktériumtörzset tartalmaznak, a kutatók azt találták, hogy a Sediminibacterium és a Comamonas nevű törzsek dominánsabbá váltak közöttük. Míg előbbi az akár 50 százalékos vizeletkoncentrációjú rendszerekben is domináns volt, a Comamonas magasabb koncentrációknál vált uralkodóvá.

A mostani vizsgálat segít a kutatóknak megérteni, hogy miként működik a rendszer, így a jövőben még hatékonyabb MFC-ket lehet alkalmazni. Ezeket a rendszereket a jövőben ráadásul nemcsak a szennyvíz tisztításához és a zöldenergia megtermeléséhez lehetne használni, hanem az olyan helyeken is, mint például a holdbázis, ahol egyszerre több problémát is lehetne így kezelni.