რას ნიშნავს ენერგოეფექტურობა და როგორია პერსპექტივები

ეს მიკრობები მეთანს სუნთქავენ და ელექტროენერგიად გარდაქმნიან — მკვლევრებმა ენერგიის მოპოვების ახალ გზას მიაგნეს

სათბურის აირებს შორის, მეთანი ყველაზე მავნებელია, რადგან მას კლიმატის კრიზისის უფრო გაღრმავება შეუძლია. ჩვენს ატმოსფეროში ის სულ მცირე 25-ჯერ უფრო ეფექტიანად „ამწყვდევს“ სითბოს, ვიდრე ნახშირორჟანგი.

წვისას ის არც ისე ეფექტიანია — ბუნებრივი აირის ენერგიის ნახევარზე მეტი შესაძლებელია გარდაიქმნას ელექტროენერგიად.

მეთანის ყოველი ნაწილიდან უფრო მეტი ელექტრონის დაჭერის მცდელობისას, ნიდერლანდელმა მეცნიერებმა ელექტროსადგურის უფრო არატრადიციული ფორმა შეისწავლეს — ისეთის, რომლის დასანახადაც მიკროსკოპი დაგჭირდებათ.

„ეს შეიძლება ძლიერ გამოსადეგი იყოს ენერგოსექტორში. ბიოგაზის ამჟამინდელ დანადგარებში, მეთანს მიკროორგანიზმები აწარმოებენ, რომელიც შემდეგ იწვება, ამოძრავებს ტურბინას და გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას. ენერგიად ბიოგაზის ნახევარზე ნაკლები გარდაიქმნება და ეს გახლავთ მაქსიმალური მიღწევადი სიმძლავრე. გვსურს შევაფასოთ, შეგვიძლია თუ არა უკეთესად ვიმოქმედოთ მიკროორგანიზმების გამოყენებით“, — ამბობს რედბუდის უნივერსიტეტის მიკრობიოლოგი კორნელია ველტე.

მათი კვლევის მთავარი ფოკუსი იყო არქეების ერთი ტიპი, ბაქტერიის მსგავსი მიკრობები, რომლებიც გამოირჩევიან უცნაურ და უხეშ გარემოში გადარჩენის განსაკუთრებული უნარით; მათ შორის, შეუძლიათ მეთანის დაშლა ჟანგბადნაკლულ გარემოში.

ეს კონკრეტული ტიპი, რომელსაც ანაერობულ მეთანოტროფულ არქეებს (ANME) უწოდებენ, ამ მეტაბოლურ ხრიკს ახერხებს ელექტროქომიურ რეაქციათა ჯაჭვში ელექტრონების ჩატვირთვის გზით, იყენებენ საკუთარ უჯრედებს გარეთ არსებულ რაიმე სახის ლითონს ან არალითონებს ანდაც მათ საკუთარ გარემოში სხვა სახეობებს გადასცემენ.

ANME-ს გვარი, სახელად Methanoperedens-ი პირველად 2006 წელს აღწერეს და დაადგინეს, რომ ნიტრატების მცირე დახმარებით, ახდენს მეთანის დაჟანგვას და ამას საკუთარ გარემოში ახერხებს, ნიდერლანდების სასუქებით გაჟღენთილ ჭაობებში.

მიკრობული საწვავის უჯრედებში მიმდინარე ამ პროცესიდან ელექტრონების ამოღების მცდელობები დასრულდა მცირე ძაბვის წარმოქმნით, იმის რაიმე აშკარა დადასტურების გარეშე, თუ ზუსტად რა პროცესები შეიძლება იდგეს ამ კონვერტაციის მიღმა.

თუ ამ არქეებს ოდესმე აღმოაჩნდებათ იმედისმომცემი გამოყენება მეთანის შთამნთქმელი ენერგოუჯრედების სახით, ამისათვის აუცილებლად რაღაც ჭკვიანური მიდგომა იქნება საჭირო.

სიტუაციას კიდევ უფრო ართულებს ის, რომ Methanopereden-ები ადვილად კულტივირებადი მიკრობები არ არის.

ამიტომ, ველტემ და მისმა კოლეგებმა შეაგროვეს იმ მიკრობთა ნიმუშები, რომლებზეც იცოდნენ, რომ დომინირებდნენ ეს მეთანის მშთანთქმელი არქეები, შემდეგ კი ისინი ჟანგბადნაკლულ გარემოში გაზარდეს, სადაც ელექტრონების ერთადერთი დონორი მეთანი იყო.

ამ კოლონიის სიახლოვეს, მათ ასევე მოათავსეს ლითონის ანოდი ნულოვანი ძაბვის ქვეშ, რითაც შეიქმნა ელექტროენერგიის წარმოაბისთვის საჭირო ეფექტიანი ელექტროქიმიური უჯრედი.

„შევქმენით ერთგვარი ბატარეა ორი ტერმინალით, საიდანაც ერთი ბიოლოგიური ტერმინალია, მეორე კი ქიმიური. ერთ-ერთ ელექტროდზე ბაქტერიები გავზარდეთ, რომელსაც ამ ბაქტერიებმა მეთანის გარდაქმნის შედეგად მიღებული ელექტრონები გადასცეს“, — ამბობს რედბუდის უნივერსიტეტის მიკრიბიოლოგი ელენ უბოტერი.

მას შემდეგ, რაც მეთანის ნახშირორჟანგად გარდაქმნა შეისწავლეს და გაზომეს მერყევი დენი, რომელიც კვადრატულ სანტიმეტრზე 274 მილიამპერამდეც კი ავიდა, მკვლევრებმა დაასკვნეს, რომ დენის მესამედზე ცოტა მეტი პირდაპირ უნდა ყოფილიყო დაკავშირებული მეთანის დაშლასთან.

რაც შეეხება ეფექტიანობას, მეთანის ენერგიის 31 პროცენტი ელექტროენერგიად გარდაიქმნა, რითაც ის ზოგიერთი ელექტროსადგურის ეფექტიანობას გაუთანაბრდა.

ამ პროცესის დახვეწით შეიძლება შეიქმნას მაღალეფექტიანი, ბიოგაზზე მომუშავე ცოცხალი ბატარეები, რომლებიც გაზის ყოველი გოჯიდან უფრო მეტ ენერგიას გამოიღებს და შეამცირებს მეთანის შორ მანძილზე მილსადენებით გადატანის საჭიროებას. ეს კი საკმაოდ მნიშვნელოვანია, რადგან მეთანის ზოგიერთი ელექტროსადგურის ეფექტიანობა მხოლოდ დაახლოებით 30 პროცენტამდეა.

ადამიანებმა აუცილებლად უნდა ვიპოვოთ წიაღისეულ საწვავზე დამოკიდებულებისგან გათავისუფლების გზები.

ტექნოლოგიური გამოყენების გარდა, გარემოში ამ სათბურის აირის უბრალოდ დაშლის ჭკვიანური გზის მიგნებაც არ იქნება ცუდი.

#1tvმეცნიერება

 

Leave a Reply

Menu Title