Pin nhiên liệu hoạt động nhờ...vi khuẩn!

Trước đây, các nhà nghiên cứu khác đã chứng minh là có thể sử dụng MFC (microbial fuel cell-MFC) để tạo điện năng từ nước chứa các chất tinh khiết như glucoza, axetat hoặc lactat. Các nhà nghiên cứu bang Penn là những người đầu tiên cho thấy MFC có thể tạo ra điện năng từ nước thải. Công trình nghiên cứu này được sự hỗ trợ của Quỹ Khoa học Quốc gia, bộ Nông nghiệp Mỹ, Viện Khoa học Cuộc sống Huck của bang Penn và quỹ Stan and Flora Kappe Endowment.

Tiến sỹ Bruce Logan, giáo sư Kỹ thuật Môi trường, cho biết MFC không chỉ sử dụng nhiên liệu sinh học hyđrat-cacbon để chế ra hyđrô như quá trình lên men thông thường. Về mặt lý thuyết, người ta có thể sử dụng MFC để thu được lượng lớn hyđrô từ chất thải sinh học, chất phân huỷ, chất hữu cơ ví dụ như nước thải sinh hoạt, nước thải nông nghiệp hoặc công nghiệp và đồng thời làm sạch nguồn nước thải này.

Logan nhận định về cơ bản, các nhà nghiên cứu sử dụng cùng một loại pin nhiên liệu họ đã làm ra để làm sạch nước và sản xuất điện. Tuy nhiên, để sản xuất hyđrô, họ phải không cần cấp khí oxi cho MFC và đồng thời bổ sung cho hệ thống một lượng nhỏ điện năng.

Trong MFC mới này, khi vi khuẩn ăn nhiên liệu sinh học, chúng chuyển electron tới một anốt (cực dương). Vi khuẩn cũng giải phóng ra proton (hạt cơ bản tích điện dương có ở trong nhân của các nguyên tử). Các hạt electron trên anốt chuyển qua đường điện tới catốt (cực âm), khi đó chúng sẽ được hỗ trợ điện hoá học để kết hợp với các proton và tạo ra khí hyđrô. Lượng điện áp khoảng 0,25 vôn được gắn vào mạch bằng cách nối cực dương của nguồn cung điện năng được chương trình hoá tới anốt và nối cực âm nguồn cung điện năng tới catốt.

Các nhà nghiên cứu gọi MFC chế tạo hyđrô là lò phản ứng vi khuẩn được hỗ trợ bởi điện hoá sinh hay BEAMR. BEAMR không chỉ tạo ra hyđrô mà còn đồng thời làm sạch nước bẩn được sử dụng là nguyên liệu cấp cho nó chế biến. BEAMR sử dụng khoảng 1/10 lượng điện áp cần cho quá trình điện phân (tức quá trình sử dụng điện để tách nước thành hyđrô và oxi). Tiến sỹ Logan khẳng định quá trình này đã chứng minh được là thực sự có khả năng thu được hyđrô làm nhiên liệu từ các nguồn tái chế dùng cho vận tải sạch. Ông hy vọng, MFC có thể giảm chi phí xử lý nước thải vốn lên tới 25 tỷ đô la ở Mỹ cũng như cho phép các nước khác trên thế giới tiếp cận công nghệ cải thiện điều kiện vệ sinh.
                                                              Nguồn: vnn.vn   ngày 26/4/2005