Kluczową rolę w realizacji tego zadania odgrywa tzw. mikrobiologiczne ogniwo paliwowe. O kulisach przeprowadzonych w tym zakresie badań naukowcy piszą w publikacji zamieszczonej w Chemical Engineering Journal. Ich zdaniem, korzystając z takich ogniw można przekształcić nanocząstki węgla pochodzące ze spalin samochodowych i odnieść z tego tytułu spore korzyści.
Jeśli wierzyć autorom tej koncepcji, to mowa o uzyskaniu co najmniej dwóch korzyści za jednym razem. Po pierwsze, chodzi o usuwanie z atmosfery szkodliwych substancji, a po drugie – o pozyskiwanie energii, która jest na wagę złota w kontekście rezygnacji z paliw kopalnych.
Jak wyjaśnia Shiv Singh, główny autor badań w tej sprawie, kluczem do sukcesu jest węgiel domieszkowany heteroatomami wraz z samotnymi parami elektronów. To właśnie za sprawą tej mieszanki dochodzi do aktywności katalitycznej i redukcji tlenu w mikrobiologicznych ogniwach paliwowych. Jak dodaje, napięcie obwodu otwartego wynosi 0,8 ± 0,025 V, gęstość prądu 9200 ± 100 mA/m2, natomiast maksymalna gęstość mocy to 2200 ± 50 mW/m2.
Spaliny samochodowe mogą zostać przekształcone w energię elektryczną, co pozwoli zrealizować dwa cele za jednym razem
Wśród największych zalet względem konkurencyjnych rozwiązań Singh wymienia skuteczniejsze przenoszenie masy, zwiększenie pola powierzchni elektroaktywnej, spotęgowanie hydrofilowości i wzmocnienie grafityzacji. Znacznie obniżone jest również zapotrzebowanie na tlen, ponieważ mowa o redukcji rzędu 70%.
Bakteria znana jako Pseudomonas aeruginosa ułatwia szybki transport elektronów. Tworzący się na powierzchni anody biofilm zapewnia wysoką wydajność całego ogniwa. Szybki wzrost tego biofilmu jest możliwy dzięki dwóm innym bakteriom: Raoultella ornithinolytica i Serratia marcescens. Całość jest przy tym stabilna, a w obecności siarki redukcja tlenu zachodzi jeszcze szybciej.
Czytaj też: Publiczne elektryki posłużą nie tylko do jazdy. W Europie ruszy ambitny projekt
Wszystko to prowadzi do realizacji scenariusza, w którym wciąż szkodliwe, ale do tej pory bardzo niemile widziane spaliny okazują się całkiem przydatne. Jako że trudno sobie wyobrazić całkowitą rezygnację z pojazdów wyposażonych w silniki spalinowe (mimo, że takie plany oczywiście istnieją) to powyższe rozwiązanie może okazać się świetne dla walki ze zmianami klimatu. Tym bardziej, iż w grę wchodzi nie tylko redukcja spalin, ale także oczyszczanie ścieków. W takich okolicznościach ograniczanie negatywnych skutków zmieniającego się klimatu może być całkiem skuteczne. Z drugiej strony, dotychczasowy przebieg tych zmian oraz perspektywy na przyszłość wciąż są mało zadowalające, by nie powiedzieć: katastrofalne. Wśród pokrewnych tego typu technologii warto wymienić rozwiązania pozwalające na usuwanie zanieczyszczeń bezpośrednio z powietrza bądź na przykład z kominów w elektrowniach.