Téma: Bioelektrochemické systémy - od základů v robotice k reálným aplikacím

Kdy: 18. ledna v 10:30 hod.

Kde: zasedací místnost 4. patro, budova L

Přednášející: Prof: Ioannis A. Ieropoulos ze skupiny vodního a environmentálního inženýrství, stavební, námořní a environmentální inženýrství.
Fakulta technických a fyzikálních věd, Univerzita v Southamptonu

Anotace: Přednáška bude věnována problematice ochrany životního prostředí v oblasti Southamptonu: Mikrobiální palivové články (MFC) jsou slibnou platformovou technologií pro řadu aplikací. MFC fungují na základě anaerobního/elektroaktivního mikrobiálního metabolismu, jehož výsledkem je výroba elektřiny při zpracování organických látek (spotřebovaných jako palivo). MFC se obvykle skládají ze dvou polovičních článků oddělených iontoměničovou membránou a elektrony proudí z bakteriálního (záporného) polovičního článku do kladného polovičního článku prostřednictvím obvodu. Mezi množstvím organických odpadních produktů a materiálů testovaných v MFC byla jako účinné palivo pro výrobu elektřiny zaznamenána lidská moč. Moč je zodpovědná za 10 % organických látek, 75 % dusíku a 50 % fosforu, které se nacházejí v odpadních vodách z domácností, a přesto objemově tvoří pouze méně než 5 % na komunální úrovni. Je proto značně výhodné, pokud by se třídění odpadu provádělo u zdroje, aby bylo následné čištění odpadních vod účinnější.

Tato přednáška představí výsledky z hlediska praktické implementace MFC v celé řadě aplikací, čímž bude podpořena technologie platformy, kterou lze použít v prostředí mimo síť a v městském prostředí. Přednáška ukáže chronologický vývoj technologie, od rané implementace v robotice až po nejnovější aplikaci v oblasti sanitace. Budou představeny práce z programu Urine-tricity, který probíhá již 10 let a ukazuje potenciál MFC při úpravě lidské moči. Budou diskutovány různé konstrukce MFC, včetně keramických s výrobou energie a rozkladem organických látek. Při vhodném využití keramiky dochází k tvorbě elektrochemicky aktivovaného roztoku, známého jako katolyt, což je cenný vedlejší produkt, který lze využít jako dezinfekční prostředek. Tento katolyt je alkalická kapalina s vysokým obsahem solí (tedy vysokou vodivostí), která vzniká v důsledku elektroosmotického odporu a u níž bylo prokázáno, že dosahuje usmrcení patogenů. MFC lze také obecně použít jako biosenzor k monitorování organických látek ve vodném prostředí prostřednictvím produkovaného analogového signálu. Technologie MFC byla také úspěšně rozšířena a implementována jako zdroj energie pro osvětlení v odlehlých, dříve nebezpečných prostředích toalet, a z tohoto důvodu byla pojmenována Pee Power®. V poslední době se klade důraz na vlastnosti MFC při výrobě elektřiny, které ničí patogeny, a výsledky této práce budou rovněž prezentovány pro různé druhy patogenů.

V závěru přednášky budou uvedeny argumenty pro mikrobiální palivové články jako platformovou technologii pro více různých prostředí, včetně sanitace, výroby obnovitelné energie, výroby produktů s přidanou hodnotou prostřednictvím recyklace prvků a čištění odpadních vod.