Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

 Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
Vi khuẩn tía biến nước cống thành năng lượng sạch   16-11-2018
Các vi khuẩn tía quang dưỡng – có thể lưu trữ năng lượng từ mặt trời – khi được cung cấp dòng điện có thể khôi phục gần 100% cacbon từ bất kỳ loại chất thải hữu cơ nào, trong khi đó tạo ra khí hydro để sử dụng làm nhiên liệu.


Các hợp chất hữu cơ trong nước cống sinh hoạt và nước thải công nghiệp rất giàu năng lượng, nhựa sinh học và ngay cả những protein làm thức ăn gia súc – nhưng với phương pháp chiết xuất không hiệu quả, các nhà máy xử lý đã loại bỏ những thứ này thành các chất gây ô nhiễm. Nay các nghiên cứu gia đã phát hiện một giải pháp thân thiện môi trường và tiết kiệm chi phí.

Nghiên cứu của họ là nghiên cứu đầu tiên cho thấy rằng các vi khuẩn tía quang hợp - có thể lưu trữ năng lượng từ mặt trời – khi được cung cấp dòng điện có thể khôi phục gần 100% cacbon từ bất kỳ loại chất thải hữu cơ nào, trong khi đó tạo ra khí hydro để sử dụng làm nhiên liệu.

“Một trong những vấn đề quan trọng của các nhà máy xử lý nước thải hiện thời là thải ra nhiều khí cacbon”, đồng tác giả Daniel Puyol đến từ Trường Đại học Vua Juan Carlos, Tây Ban Nha cho biết. “Quy trình tinh lọc sinh học bằng ánh sáng của chúng tôi có thể đem lại một phương tiện để thu năng lượng xanh từ nước thải mà không thải ra khí cacbon”.

“Các vi khuẩn tía quang hợp là công cụ lý tưởng cho việc khôi phục nguồn cacbon từ chất thải hữu cơ nhờ quá trình trao đổi chất rất đa dạng của chúng”, Puyol giải thích.

Những vi khuẩn này có thể sử dụng các phân tử hữu cơ và khí nitơ – thay vì CO2 và H2O – để cung cấp cacbon, electron và nitơ cho quá trình quang hợp. Điều này có nghĩa là chúng phát triển nhanh hơn các vi khuẩn và tảo quang dưỡng thay thế, và có thể tạo ra các sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất, như khí hydro, protein hoặc một loại pôliexte phân hủy sinh học.

Sản phẩm phụ nào của quá trình trao đổi chất chiếm ưu thế tùy thuộc vào điều kiện môi trường của các vi khuẩn – như cường độ ánh sáng, nhiệt độ và loại chất hữu cơ cũng như các dưỡng chất khác.

“Nhóm nghiên cứu của chúng tôi kiểm soát những điều kiện này để điều chỉnh quá trình trao đổi chất của vi khuẩn tía cho nhiều ứng dụng khác nhau, tùy thuộc vào nguồn chất thải hữu cơ và các yêu cầu của thị trường”, đồng tác giả, giáo sư Abraham Esteve-Núñez đến từ Trường Đại học Alcalá, Tây Ban Nha cho biết.

“Nhưng điểm độc đáo trong phương pháp của chúng tôi là việc sử dụng dòng điện bên ngoài để tối ưu hóa khả năng sản xuất hydro của vi khuẩn tía”.

Khái niệm “hệ thống điện hóa sinh học” này có tác dụng bởi vì các con đường trao đổi chất đa dạng ở vi khuẩn tía được kết nối bằng một dòng điện phổ biến, đó là các electron. Bằng cách tối ưu hóa lưu lượng electron trong các vi khuẩn này, một dòng điện – được cung cấp qua điện cực âm và dương giống ở một cục pin – có thể phân định các quá trình này và tối đa hóa tốc độ quang hợp.

Trong nghiên cứu gần đây nhất, nhóm nghiên cứu đã phân tích các điều kiện tối ưu để tối đa hóa khả năng sản xuất hydro bằng một hỗn hợp các vi khuẩn tía quang dưỡng. Họ còn kiểm nghiệm tác dụng của một dòng điện âm đối với hành vi trao đổi chất của những vi khuẩn này.

Kết quả nghiên cứu chính của họ là hỗn hợp dinh dưỡng đem lại tỷ lệ sản xuất hydro cao nhất còn hạn chế tối thiểu việc tạo ra CO2.

“Điều này cho thấy rằng vi khuẩn tía có thể được sử dụng để khôi phục nhiên liệu sinh học có giá trị từ các chất hữu cơ thường có ở nước thải – như axit malic và sodium glutamate – với lượng cacbon thấp”, Esteve-Núñez cho biết.

Theo các tác giả, đây là lần đầu tiên sử dụng các mẻ cấy vi khuẩn tía trong một hệ thống điện hóa sinh học.

Việc thu giữ CO2  thừa do vi khuẩn tía tạo ra có thể giúp ích không những cho việc giảm khí thải cacbon mà còn cho việc tinh lọc khí sinh học từ chất thải hữu cơ để sử dụng làm nhiên liệu.

Tuy nhiên, Puyol thừa nhận rằng mục tiêu thực sự của nhóm còn nằm xa ở phía trước.

AT (Science Daily)

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập