У проекта OMEGA появился серьёзный конкурент на право утилизации сточных вод. Исследователи из Университета штата Орегон (США) под руководством адъюнкт-профессора Хун Лю добились от литра сточных вод биологического загрязнения энергетической отдачи в 2,87 Вт.

Цифра может показаться ничтожной, если вы не держите в уме общий объём таких вод, уверено растущий с каждым годом. Впрочем, конкуренция может и не сложиться: системы вполне способны дополнять друг друга, ведь орегонскую разработку, в отличие от OMEGA, планируют к сухопутному применению.

2–3% всей электроэнергии, вырабатываемой в США, тратится на аэрацию сточных вод. Сколько процентов (а также химических реагентов) уходит на очистку питьевой воды, увы, неизвестно. Бактериальные топливные элементы (БТЭ), о которых мы не раз писали, не только способны получать энергию от анаэробной обработки сточных вод, но и сами могут стать немаловажным источником электроэнергии. Однако для этого им нужно достичь определённых показателей энергоэффективности, которые оправдали бы материальные затраты на развёртывание таких систем.

До сих пор лучшие результаты в этой области ограничивались 1,5 Вт•ч/л, посему об экономической целесообразности массового применения БТЭ никто не заикался. А вот 2,87 Вт•ч/л могут переломить ситуацию. При приложении этой цифры к одному кубическому километру сточных вод получается 2,87 млрд кВт•ч; общий же объём обрабатываемых сточных вод по всему миру оценивается ООН в 300 км³, а ещё 1 200 сейчас вообще никак не очищается в силу дороговизны (речь о странах третьего мира). Таким образом, использование нового источника энергии способно принести в год триллионы кВт•ч, что уже не назовёшь «скромным вкладом» в глобальный энергобаланс.

Учёные из Орегонского университета использовали в своих БТЭ бактерии, обычно являющиеся аэробными и очищающими воду от органических загрязнений в аэрационных системах обработки. Однако в БТЭ их изолировали от кислорода, и электроны, которые вместе с протонами и атомами кислорода составляют воду от этих бактерий, попадают на анод БТЭ, создавая электрический ток.

Необычным побочным продуктом при работе таких БТЭ может стать пластик. Но не простой, а на 100% биодеградирующий. Полигидроксиалканоаты (линейные полиэстеры), вырабатываемые анаэробами в живой природе, в промышленных масштабах требуют ГМ-бактерий, питаемых тростниковым сахаром — продуктом с высокой пищевой ценностью. Как оказалось, некоторые метанотрофы способны вырабатывать пластики этой группы сами и безо всякого сахара, требуя лишь метана, «добываемого» в качестве побочного продукта при работе БТЭ.

Хотя метан, полученный при переработке отходов, можно использовать для продажи, прежде его нужно очищать от примесей (в отличие от натурального газа), а это сразу сказывается на цене продукта. При этом 3–4 кг такого метана будут стоить не более 60–80 центов, в то время как из того же количества можно сделать килограмм стопроцентно биоразлагаемых полиэстеров, стоящий $4–5. Причём безо всякой предварительной очистки, в которой метанотрофы просто не нуждаются.