쓰레기와 하수에서 나오는 에너지 (미생물 연료 전지)

쓰레기와 하수에서 나오는 에너지 (미생물 연료 전지)

100년 전, 썩은 하수에서 가스를 모아 가로등을 켜는 데 사용했습니다. 새로운 기술은 에너지에 굶주린 세상을 위해 쓰레기를 건드리는 것은 인간이 사용하는 에너지와 같은 개념을 업데이트하기를 희망합니다. 유망한 장치 중 하나는 미생물 연료 전지라고 합니다. 전기를 수소 연료 전지와 매우 유사하게 만들지만, 폐수를 사용합니다. 하수를 먹는 박테리아는 전류를 생성하고 추가로 물을 정화하는 데 도움이 되는 화학적 과정을 주도합니다. 펜실베이니아주립대학교의 브루스 로건과 그의 동료들은 작은 팬을 포함하여 다양한 장치에 전력을 공급할 수 있는 맥주 캔보다 크지 않은 작은 미생물 연료 전지를 제작했습니다. 로건은 "전력 밀도가 너무 낮아서 자동차를 운전할 수 없습니다."라고 인정했습니다. 그러나 규모를 확장할 수 있다면 대형 미생물 연료 전지가 하수 처리장으로 작동할 것입니다. 로건은 "100,000명의 사람이 있고 그들의 하수를 처리한다면 최대 2.3 메가와트의 전력을 연속해서 얻을 수 있으며, 이는 1,500가구에 전기를 공급하기에 충분합니다."라고 말했습니다. 메가와트는 백만 와트입니다. 또한 이 에너지는 처리장 자체를 운영하는 데 사용될 수 있으며, 이는 때때로 전기 공급이 부족한 개발도상국에서 특히 유용할 것입니다. 처리 공장은 펌프를 구동하고 폐수를 통해 산소를 버블링 하기 위해 에너지가 필요하다고 로건은 설명했습니다. 자급식 수처리 장치도 NASA가 관심을 두고 있는 분야입니다. 노스웨스턴대학의 브루스 리트만은 현재 유인 우주 임무에 사용할 수 있는 미생물 연료 전지를 고안하고 있습니다. 리트만은 "음식물 쓰레기와 인간쓰레기를 수집하고 물을 재활용하기를 원합니다. 우주에 있는 모든 것을 재활용해야 합니다."라고 말했습니다. 미생물 연료 전지는 혐기성 소화조라고 하는 보다 전통적인 방법에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 혐기성 소화조는 메탄 또는 바이오가스를 수집합니다. 이 방법은 박테리아가 산소가 없는 상태에서 유기 물질을 소비할 때 토해내는 바이오가스입니다. 메탄은 나중에 터빈 발전기를 돌리기 위해 연소됩니다. 리트만은 "중간 연소 단계를 거치지 않고 전지가 직접 전기를 생산합니다."라고 말했습니다. 이 직접적인 경로는 미생물 연료 전지가 주어진 양의 하수에서 잠재적으로 더 많은 에너지를 추출할 수 있음을 의미합니다. 그것은 또한 메탄을 태울 때 발생하는 오염을 피할 수 있습니다. 리트만과 로건은 세포가 아직 발달 초기 단계에 있지만, 소화조는 주로 도시 하수구보다 유기물 농도가 높은 농업 환경에서 사용 중이라고 덧붙였습니다. 그러나 샌프란시스코의 고형 유기 폐기물에서 유용한 제품과 에너지를 만드는 프로젝트가 있습니다. 인근 캘리포니아 대학교, 데이비스의 엔지니어들은 하수 대신 잔디 조각과 음식물 찌꺼기를 집어삼키는 프로토타입 혐기성 소화조를 개발했습니다. 프로토타입은 600킬로 와트시의 전기를 생산하기 위해 하루 3톤의 유기성 폐기물을 수용할 수 있도록 개발되고 있습니다. 이는 15개의 일반적인 캘리포니아 가정에 공급하기에 충분한 양입니다. 그러나 계획은 이 재활용된 에너지를 대학교 전원 공급 장치로 유입하는 것입니다.