MFC4Sludge

Dvouletý projekt MFC4Sludge (plným názvem Microbial fuel cell technologies for combined wastewater sludge treatment and energy production) podpořený z evropského výzkumného rámcového programu FP7 vstoupil v červenci 2015 do závěrečného měsíce. Záměrem projektu bylo získání prototypu malého zařízení na výrobu elektřiny z odpadních vod, resp. čistírenského kalu, a to na bázi mikrobiálních palivových článků doplněných hydrolyticko-acidogenní anaerobní digescí (HA-AD). Konsorcium, v němž byly zastoupeny izraelské, španělské, portugalské a německé firmy a výzkumné instituce (včetně např. Fraunhofer Institutu z Německa) vede česká společnost ECO trend s.r.o.

V průběhu projektu se podařilo dosáhnout efektivního procesu HA-AD, kdy v kyselém prostředí (pH 5,3 – 5,5) dochází za běžné teploty k hydrolýze organických látek na volatilní mastné kyseliny (VFA), které jsou ideální potravou pro následné mikrobiální kultury. Cílem však není maximální produkce bioplynu, naopak, metanogenním procesům je nutné (právě nízkými hodnotami pH) bránit a nechat pracovat palivové články produkující přímo elektřinu.

Mikrobiální palivový článek (MFC) je určitým typem bioreaktoru, který používá exoelektrogenní biofilm pro elektrochemickou produkci energie, typicky využívající dvě komory: anaerobní anodovou a aerobní katodovou oddělenou iontově propustnou membránou. Anaerobní bakterie na anodě oxidují organický materiál a produkují elektrony a protony. Elektrony jsou odváděny anodou, protony putují ke katodě, kde spolu s elektrony a kyslíkem vytvářejí vodu. Vzniká tak elektrický okruh, přičemž 1m2 palivového článku produkuje řádově mW elektrického výkonu.

Podařilo se nastartovat a řídit proces HA-AD, včetně napojení na MFC, byl vytvořen řídící software doplněný řadou měřicích a kontrolních prvků od dodávky odpadní vody až po výrobu elektřiny. Prototyp zatím nedosahuje předpokládané efektivity, což na řešitelském meetingu v San Sebastianu (Španělsko) vedlo k dalším námětům na vylepšení jeho konstrukce, řízení i celé činnosti. Tato vylepšení budou realizována ještě do konce projektu. Pro převod prototypu do podoby reálného výrobku je nutné ještě další úsilí, které se vyrovná zejména s kolísavou kvalitou a množstvím odpadních vod, maximálním odbouráním organických látek v kalu a radikálním snížením nákladů na výstavbu a provoz MFC schopného nahradit čistírnu odpadních vod pro menší město. Konsorcium proto plánuje získat ještě další prostředky na tento proces např. z evropského programu Fast Track to Innovation nebo již od konkrétního investora do dané technologie.

Odkaz na webové stránky projektu