2026 m. kovo 11 d. trečiadienis, 20:54:42
Reklama  |  facebook

Buitinės nuotekos apšvies namus? Jaunieji lietuvių mokslininkai kuria revoliucingą technologiją

2023-10-10 14:12
Visi prausiamės, tuštinamės, plauname indus, skalbiame drabužius. O ką, jeigu tie nešvarumai taptų elektros energija? Šį klausimą kelia Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) Cheminės inžinerijos ir technologijų skyriaus doktorantas Kasparas Kižys, kuriam talkina to paties skyriaus doktorantė Pamela Rivera bei Lazerinių technologijų skyriaus doktorantas Romualdas Petkevičius.
nuotrauka
Kasparas Kižys, #hitEnergy nuotr.


Minimos įmonės
FTMC, Fizinių ir technologijos mokslų centras,
Jaunieji mokslininkai susibūrė į komandą #hitEnergy – ir jų idėją pradeda rimtai vertinti vis daugiau ekspertų. To įrodymas įvyko rugsėjo 22 d., kai komanda dalyvavo prestižiniame gyvybės mokslų renginyje „Life Sciences Baltics 2023“ ir laimėjo 1-ąją vietą startuolių konkurse „Startup Pitch Battle“. Tarptautinei komisijai papasakoję, kaip biokuro celės mūsų atliekas paverstų visiems prieinama elektra, FTMC doktorantai gavo 125 tūkst. eurų apdovanojimą savo sumanymui įgyvendinti.

Ši technologija žada sukelti tikrą perversmą nuotekų valymo sistemose – ir net pakeisti šilumines elektrines! 

Elektros gausime... nuleidę tualeto vandenį?

„Yra dalykas, kurį visi darome bent kartą į dieną – priklauso, kaip pasiseka. Mes kakojame“, – ant scenos savo pristatymą pradėjo FTMC doktorantė Pamela. Ir pateikė iškalbingus skaičius:

„Kiekvieną dieną Europos gyventojai kanalizacijos vamzdžiais nuleidžia 66 tūkstančių tonų kakučio, kurį būtų galima paversti 1,1 milijardo kilovatvalandžių! O tai prilygtų 110 milijonų litrų dyzelino arba 131 milijonų kilogramų anglies sąnaudų.“

„Bet čia buvo tik ledkalnio viršūnė. Mes neparodėm, kiek medžiagos ateitų iš fermų ir kitų vietų. Bet jau ir taip ši statistika įspūdingai skamba“, – sako K. Kižys.

Biokuro celė, paruošta eksperimentui. #hitEnergy nuotr.

Biokuro celė, paruošta eksperimentui. #hitEnergy nuotr.

#hitEnergy tikslas – nuotekas paversti į visiems prieinamą, švarią ir tvarią elektros energiją. Tam reikia „įdarbinti“ mieles, kurios valgytų mūsų atliekose esantį cukrų ir dėl to gamintų elektronus. Šitaip grybeliai dar ir vandenį valytų.

Todėl šiuo metu Kasparo komanda kuria ir tobulina bioceles, kurios padidina mielių aktyvumą. Šie prietaisai mažesni už pirštą, tačiau ambicijos – labai plačios.

„Miestai naudoja nuotekų valymo įrenginius, kaip ir vis daugiau privačių namų. Kad tie įrenginiai veiktų, reikalinga elektra. O jeigu mes įstatysime savo aparatus – nuotekų valymo įrenginys ne tik nebenaudos elektros, bet dar net ir pats ją gamins! Kodėl gi ne? Iškelkim utopinį klausimą – kodėl ateityje kanalizacijos vamzdynuose neįdiegus keleto mūsų elektrodų? Miestas šviestų non-stop. Technologijos pritaikymas prasidėtų miestuose, fermose, o vėliau, pamatytume, visame pasaulyje“, – svarsto idėjos autorius.

Chemikas neatmeta galimybės ir kitokiam biocelių panaudojimui: „Įsivaizduokime pagamintą specialų kubą, kurį išsinuomojam ir nuvažiuojam į gamtą. Pasiimame indą arba iškasame duobę, pridedame cukraus, įdedame ten kubą – ir jau turime rozetę gamtoje.“

O suvis geriausia būtų, jei ši technologija nukeliautų už Žemės ribų: „Visiems kosminiams įrenginiams reikia elektros. Jeigu yra žmonių, visada bus ir atliekų. O iš jų galime gaminti elektrą – Tarptautinėje kosminėje stotyje, Mėnulyje, Marse... Visur, kur tik veda vaizduotė.“

Kol kas #hitEnergy projektas yra pasiekęs vadinamąjį TLR 3 lygį. TLR (angl. Technology Readiness Levels) yra technologinės parengties lygiai, nusakantys, kokiame etape šiuo metu yra vystoma technologija. TLR 1 yra pradinė idėja, o aukščiausias – TLR 9 – lygis reiškia, kad produktas yra visiškai išbandytas, sukurtas ir parengtas pardavimui.

Pasak mokslininko, 125 tūkst. eurų prizas padės šoktelti į TLR 5: bus galima sukurti rimtą biocelių prototipą ir technologiją išbandyti nebe laboratorijoje, o realiomis sąlygomis. „Tai yra pirmoji investicija, reikės įdėti dar labai daug darbo. Bet matome, kad iki šiol viskas vyksta labai gerai. Tad ir pradėjom karksėti: duokit pinigų“, – juokiasi pašnekovas.

Elektrochemija su kvapu

„Tikrai nori, kad parodyčiau, kas viduje? Žinok, čia gali būti tokia smarvė, kokios gyvenime nesi užuodęs“, – FTMC Elektrocheminės medžiagotyros skyriaus laboratorijoje paskutinįkart įspėja Kasparas. Mokslininkas atidaro balto plastmasinio kibiro dangtį, viduje matosi tamsi masė. Tačiau jokio kvapo nejaučiu. „Vadinasi, gerai veikia traukos spinta“, – konstatuoja chemikas, turėdamas omenyje laboratorinį baldą-įrenginį, kuris tartum gartraukis virtuvėje įsiurbia nuodingus ar tiesiog dvokiančius garus. Šioje spintoje ir padėti kibirai su nuotekomis. Jų K. Kižys šiek tiek įpila į atskirą indą, įmerkia bioceles ir stebi rezultatus.

#hitEnergy nuotr.

#hitEnergy nuotr.

Kokia tai technologija ir kaip ji veikia? Tyrėjas paaiškina keletą esminių dalykų. Visose biologinėse atliekose (taigi, ir nuotekose su mūsų išmatomis) pilna įvairių cukrų – pavyzdžiui, sacharozės, gliukozės ar celiuliozės. O juos labai mėgsta mažyčiai grybeliai – mielės. FTMC komanda šiuo metu naudoja alaus mieles, nes jos lengvai prieinamos ir gan pigios: „Jos valgo cukrus ir gamina tam tikras medžiagas, vyksta biologiniai procesai. Kad juos paspartintume, mes mieles įdedame į bioceles ir naudojame tam tikrą cheminę medžiagą, kuri praplečia mielių sienelių, membranų, poras – tuomet mielės intensyviau paima gliukozę ir „išmeta į lauką“ kitas medžiagas. Šitaip mielės generuoja elektronus, kurie sukuria elektros srovę, ir turime akivaizdų įtampos pokytį, kurį rodo multimetras.

Jeigu nieko nevyktų, prietaisas rodytų nuo 0 iki 10 milivatų (mW) galią. Kai iš pradžių atlikom biocelių tyrimus gliukozės tirpale, gavome 60 mW kvadratiniam metrui rezultatą. O kai gliukozę pakeitėm nuotekomis, užfiksavom 180 mW kvadratiniam metrui. Taigi, trigubai daugiau elektros! Tai rodo, kad mūsų mielės tikrai valgo cukrus, esančius nuotekose, ir cheminę energiją verčia į elektros energiją.“

Kaip atrodo biocelė? Tai yra „sumuštinis“, sudarytas iš kelių komponentų. Pirmiausia, paimamas kelių centimetrų ilgio cilindro formos elektrodas, pagamintas iš metalo lydinio, grafito ar kitos medžiagos.

Elektrodais čia rūpinasi trečiasis #hitEnergy komandos narys dokt. Romualdas Petkevičius, pavyzdžiui, 3D spausdintuvu sukūrė metalo lydinio elektrodus, kurie sudaryti iš grotelių. Pasak K. Kižio, kitų tokių pasaulyje nerasi.

Taigi, turime elektrodą. Kas toliau? Jis uždengiamas (izoliuojamas) silikoniniu vamzdeliu, „plikas“ lieka tik elektrodo viršus. Ant jo vyks didžioji veiksmo dalis. „Ant paviršiaus uždedame tam tikro chemikalo, tuomet dar ant viršaus – drėgnų mielių ir galiausiai apvelkam membrana, kad mielės niekur nepabėgtų“, – pasakoja chemikas.

Kitas etapas – šitą „sumuštinį“ apvynioti tampriu plastiku, kuris tvirtai užsandarina medžiagas. Taip ir sukuriama biocelė – ji visiškai izoliuota išskyrus veiklųjį viršų (dabartinėmis sąlygomis tai yra 7 kvadratiniai milimetrai). Tokia biocelė apverčiama „žemyn galva“ ir įmerkiama į skystį. Kad elektra gamintųsi, reikia ir antro tokios paties elektrodo – tik bent dešimt kartų didesnio ir „pliko“, neapklijuoto. Prisiminkime chemijos pamokas apie anodą ir katodą: šiuo atveju biocelė yra anodas, iš kurios juda mielių gaminami elektronai, o didesnis elektrodas tampa katodu, kuris elektronus surenka ir „pristato“ prijungtam elektros prietaisui – multimetrui, lemputei ar pan. Kodėl katodas turi būti dešimtkart didesnis? Kad būtų lengviau surinkti elektronus.
Projekto komanda.
#hitEnergy nuotr. 

„Dabartinės mūsų biocelės plotas – 4 tūkstančiai kvadratinių milimetrų. Galutinis tikslas – pasiekti kvadratinius metrus! Tik tam reikia daug įdirbio ir naujų eksperimentų“, – teigia K. Kižys.

Idėja, nepalikusi abejingųjų

Kad įdirbis gali būti sėkmingas, tuo patikėjo „Life Sciences Baltics“ komisija, kuri startuolių konkurse FTMC mokslininkų komandai skyrė 1-ąją vietą. Tiesa, iš pradžių nebuvo viskas paprasta: tam, kad patektų į pagrindinę startuolių kovą „Startup Pitch Battle“, dieną prieš tai Kasparas su Pamela turėjo peržengti pirmąjį etapą, kuriame varžėsi septynios komandos.

Kai FTMC doktorantė pateikė #hitEnergy pristatymą, komisijos nariai pasakė: „Žiūrėkit, mes jus išrinkome laimėtojais, nes jūsų produktas nuostabus. Tačiau jo pristatymas šūdinas.“ Skamba dviprasmiškai šiame kontekste, bet jaunieji tyrėjai suprato, kad reikia pakeisti idėjos pateikimo formą. Laimei, tam padėjo renginio organizatoriai. „Mums davė mentorių. Girdėjau gandus, kad geriausią Europoje“, – šypsosi K. Kižys. Tai buvo M.Wallace Greenas, startuolių mentorius ir investuotojas. Jis patarė savo idėją pristatyti kuo paprasčiau, nes ji turi tokį didžiulį potencialą, kad laimėti konkursą bus vieni juokai.

K. Kižys teigia, kad jo komandos technologija šiuo metu yra pasiekusi didžiausią efektyvumą pasaulyje palyginus su kitais panašiais eksperimentais – tačiau tam, kad tai pradėtų veikti realiomis sąlygomis, laukia daug atkaklaus darbo. Tiek daug, kad Kasparo komanda pamažu pildosi:

„Dabar intensyviai ieškojau padavano, nes nebeturiu laiko sėdėti laboratorijoje, ypač, kai straipsnių terminai spaudžia... #hitEnergy idėja yra ir mano daktaro disertacijos tema. Esu surinkęs tiek daug informacijos, kad jos užteks keletui straipsnių. Tai labai plati tema.“
Statybunaujienos.lt



Aplinka

nuotrauka
2026-03-06 11:37
Lietuvos vyriausiasis administracinis teismas (LVAT) 2026 m. kovo 4 d. nutartimi panaikino Regionų administracinio teismo sprendimą, kuriuo buvo tenkintas Pagirių bendruomenės „Medeina“ skundas dėl medžio plaušo plokščių gamyklos poveikio aplinkai vertinimo (PAV). Teismas nusprendė, kad Aplinkos aps...
nuotrauka
2026-03-05 14:03
Artimiausiu metu Klaipėdos Melnragėje prasidės pokyčiai, kuriuos pajus visi keliaujantys jūros link. Numatyta atnaujinti pagrindines prieigas prie paplūdimio – Audros gatvės atkarpą nuo Melnragės žiedo iki kopagūbrio bei taką per kopas link gelbėtojų posto. Taip pat bus sutvarkytos tako link pajūrio...
nuotrauka
2026-02-26 15:17
Nacionalinis krizių valdymo centras (NKVC), gavęs Lietuvos Respublikos aplinkos ministerija parengtą situacijos vertinimą, pateikė savivaldybėms rekomendacijas dėl šiuo metu tikslingų prevencinių veiksmų, siekiant sumažinti galimų potvynių riziką. Šie veiksmai įgyvendinami vadovaujantis Vyriausybės ...
nuotrauka
2026-02-26 11:01
Vilniaus Salininkų gyvenvietėje planuojama iš esmės atgaivinti dviejų tvenkinių teritoriją, paverčiant ją šiuolaikišku laisvalaikio ir gamtos pažinimo parku. Teritorijoje tarp dviejų mokyklų bus įrengta pasivaikščiojimo takų sistema, pontoninės terasos ant vandens, pažintinės trasos miško zonoje, va...
nuotrauka
2026-02-24 13:54
Anglies dioksido perteklius atmosferoje, užteršti vandens ištekliai ir nuolat griežtėjantys aplinkosaugos reikalavimai verčia ieškoti technologinių sprendimų, galinčių teršalus sulaikyti molekuliniu lygmeniu. Viena perspektyviausių krypčių – metalo–organiniai karkasai (angl. MOF, metal–organic frame...
nuotrauka
2026-02-04 09:30
Kol žiema dar sukausčiusi upes ledu, po juo kaupiasi pavasario rizikos. Mokslininkai įspėja, kad dėl storos ledo dangos ir galimo staigaus atšilimo šių metų pavasarinis potvynis gali būti intensyvesnis nei pastaraisiais metais. Dideli ledo kiekiai, sniego tirpsmas ir ledonešis gali kelti grėsmę gyve...
nuotrauka
2026-02-03 10:03
Žiemos šalčiams įsibėgėjus ir kai kur Lietuvoje fiksuojant itin žemą temperatūrą – atliekų tvarkymo sistemos taip pat susiduria su iššūkiais, kurių dažnai nepastebi gyventojai. Atliekų tvarkytojai primena, kaip tinkamai tvarkyti savo atliekas žiemos sąlygomis, kad nekiltų problemų dėl atliekų išveži...
nuotrauka
2026-01-29 11:45
Aplink verslo centrą „Sąvaržėlė“, Konstitucijos prospekte 14A, bus kuriama bioįvairovę palaikanti aplinka. Britų architektūros legendos Richardo Rogerso įkurta RSHP studija ir kraštovaizdžio kūrėjai iš Londono „Gillespies“ formuos žaliąsias erdves, kurių vienu pagrindinių akcentų taps natūraliai nuv...
nuotrauka
2026-01-27 11:20
Aplinkos apsaugos agentūros Hidrografinio tinklo skyriaus specialistai parengė interaktyvius žemėlapius, kuriuose skelbiama informacija apie teritorijas, kurioms gali kilti potvynių grėsmės ir rizikos.
nuotrauka
2026-01-23 14:04
Vilniaus apskrities atliekų tvarkymo centras (VAATC) primena, kad nuo 2026 m. sausio 2 d. didelių gabaritų atliekų surinkimo aikštelėse (DGASA) įsigaliojo statybinių atliekų priėmimo kainodaros pokyčiai. Jie pirmiausia susiję su izoliacinių statybinių medžiagų tvarkymu ir yra skirti efektyvesniam at...
nuotrauka
2026-01-21 11:20
Vilniuje baigtas pirmasis Neries upės dugno valymo etapas. Ambicingą projektą dar vasarą pradėjo NT plėtros bendrovė „Darnu Group“ kartu su Lietuvos hidrobiologų draugija ir profesionalių narų komanda. Valymo metu narai iškėlė daugiau nei 2 tonas šiukšlių ir išvalė pirmąjį planuotą upės ruožą – nuo ...
nuotrauka
2026-01-20 11:52
Artimiausiose meteorologų prognozėse – dviženklė neigiama temperatūra. Su žiemos iššūkiais šiuo metu susiduria ne tik gyventojai, bet ir transporto infrastruktūrą prižiūrinčios bendrovės. Didžiausias dėmesys dabar skiriamas daugiabučių kiemams, kuriuose sniego sankaupos jau apsunkina judėjimą ir aut...
nuotrauka
2026-01-20 10:19
Aplinkos ministerija parengė ir teikia derinti svarbų įstatymų pakeitimų paketą, apimantį Architektūros, Lietuvos architektų rūmų, Želdynų bei Sodininkų bendrijų įstatymus. Šia iniciatyva siekiama ne tik kurti tvaresnę bei estetiškesnę aplinką miestuose, bet ir iš esmės sustiprinti urbanizuotų terit...
nuotrauka
2026-01-20 10:09
Nors didėjantis saulės elektrinių skaičius Europoje stiprina energetinę nepriklausomybę, tai kartu formuoja milžinišką ateities iššūkį. VILNIUS TECH Tvarumo centro tyrėjas dr. Tadas Radavičius prognozuoja, kad iki 2050 m. žemyne susikaups daugiau nei 10 mln. tonų modulių atliekų. Kadangi moduliai ta...
nuotrauka
2026-01-19 14:57
Vasarį gyventojai už sausio mėnesį gali sulaukti didesnių sąskaitų už šildymą. Valstybinė energetikos reguliavimo taryba (VERT) pabrėžia, kad tai lemia objektyvūs veiksniai: gerokai žemesnė nei įprasta oro temperatūra, dėl kurios išaugo šilumos suvartojimas, taip pat nuo 2026 m. sausio 1 d. panaikin...
nuotrauka
2026-01-15 10:21
Bendrovės „Vilniaus vandenys" duomenimis, per praėjusius metus Vilniuje buvo sunaudotas rekordinis vandens kiekis – sostinės gyventojai iš viso suvartojo 35,6 mln. kubinių metrų vandens arba daugiau nei 14 tūkst. olimpinių baseinų.
nuotrauka
2026-01-14 09:30
Tęsiantis itin žiemiškų orų ciklui, AB „Kelių priežiūra“ dalijasi pastarųjų dviejų savaičių žiemos darbų statistika. Šiuo laikotarpiu valstybinės reikšmės keliuose buvo dirbama padidintu pajėgumu, reaguojant į sniegą, pūgas ir sparčiai kintančias eismo sąlygas visoje šalies teritorijoje.
nuotrauka
2026-01-10 09:29
Intensyvus snygis iš esmės keičia pastatų apkrovų balansą, ypač kai sniegas tampa šlapias ir prisotintas vandens. Tokiu atveju jo svoris kelis kartus viršija sausam sniegui būdingą apkrovą, todėl labiausiai nukenčia mažo nuolydžio stogai, senesnių pastatų perdangos bei lengvos konstrukcijos. Praktik...
nuotrauka
2026-01-07 13:58
Vyriausybės posėdyje pritarta Aplinkos ministerijos siūlymui reikšmingai išplėsti Druskininkų savivaldybėje esantį Cimakavo valstybinį ornitologinį draustinį – jo plotas didinamas nuo 366 iki 1961 ha. Kartu nutarta pakeisti draustinio statusą į botaninį-zoologinį. Visa teritorija priklauso valstybei...
nuotrauka
2026-01-07 09:15
Dažnas Lietuvos gyventojas prie rūšiavimo konteinerio rankoje laikydamas įskilusią porcelianinę lėkštę, sprendimą priima greitai: „turbūt čia prie stiklo“. Tačiau per parą 180 tonų stiklo išlydančiam ir gamyboje perdirbamą stiklą naudojančiam „Panevėžio stiklui“ tai toli gražu ne smulkmena – vienas ...

Statybunaujienos.lt » Aplinka