2024 liepos 13 d. šeštadienis, 8:47
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
2024-07-12 09:45
Tarptautinė žaliosios energetikos bendrovė „Ignitis renewables" Tauragės rajone baigė saulės elektrinės statybas prie jau veikiančio vėjo parko, taip sukuriant pirmąjį bendrovės hibridinį saulės ir vėjo elektrinių parką ir atveriant didesnes galimybes efektyviau išnaudoti valdomą infrastruktūrą ir ž...
nuotrauka
2024-07-10 13:50
Skundų iš Klaipėdos regiono gyventojų skundų dėl iš įmonių sklindančių nemalonių kvapų savivaldybė sulaukia kasmet. Šią savaitę aplinkos ministras Simonas Gentvilas su uostamiesčio vadovais, bendruomene, miesto ir rajono savivaldybių Aplinkosaugos komitetų nariais bei įmonių atstovais aptarė kvapų p...
nuotrauka
2024-07-10 11:18
Energinis efektyvumas Lietuvos gyventojams vis dar yra svarbiausia tvaraus pastato savybė – šį aspektą kaip svarbiausią nurodo kas antras šalies gyventojas (54 proc.), rodo reprezentatyvi „Spinter tyrimai" apklausa. Tuo tarpu pastato neutralumas klimatui, bioįvairovės apsauga ar turimi tarptautiniai...
nuotrauka
2024-07-10 07:24
Įmonė „Gerbūvio projektai“ įgyja pagreitį. Jau trečius metus sparčiai auga užsakymų portfelis, o nuo 2020 m. apyvarta kasmet auga kone dvigubai. 2023-aisiais įmonė tempo nemažino.
nuotrauka
2024-07-08 14:07
Vilniaus miesto savivaldybė kreipėsi į Aplinkos apsaugos agentūrą (AAA) su prašymu naujai peržiūrėti statybų atliekas tvarkančiai įmonei UAB „Atliekų rūšiavimo centras" dar 2016 m. suteiktą leidimą vykdyti veiklą. Gauta informacija, kad AAA nustatė 20 dienų terminą per kurį statybų atliekas tvarkant...
nuotrauka
2024-07-02 13:47
Šiąnakt apie 1 val. nakties kilo gaisras Kauno regioniniame nepavojingų atliekų sąvartyne Lapių seniūnijoje, Kauno rajone.
nuotrauka
2024-06-28 14:49
„Via Lietuva“ šiais metais didina savo veikloje taikomus aplinkosauginius sprendimus. Dar šiais metais įmonė ant triukšmą mažinančių užtvarų netoli Vilniaus įrengs saulės modulius. Jų pagaminta žalioji energija bus naudojama kelio ženklų apšvietimui.
nuotrauka
2024-06-27 10:11
Vyriausybė pritarė Aplinkos ministerijos parengtam įstatymų pakeitimų paketui, tobulinančiam atliekų prevencijos ir tvarkymo sistemą. Daugelis pakeitimų susiję su apmokestinamųjų gaminių, ypač padangų, taip pat alyvos, elektros ir elektroninės įrangos, baterijų ir akumuliatorių, pakuočių atliekų, ek...
nuotrauka
2024-06-27 09:35
Būsto pirkėjams labai svarbus aspektas yra žalia namų aplinka ir vaizdas pro langą. Nekilnojamojo turto (NT) plėtotojai pastebi, kad ypač geidžiami yra būstai, šalia kurių yra miškas, parkas, kita žalioji erdvė ar vandens telkinys. Tačiau miestuose natūralios gamtos „pasiūla“ yra ribota, tad urbanis...
nuotrauka
2024-06-26 14:24
Rygos biurų nuomos kompleksui „Elemental Business Centre" suteiktas aukščiausias BREEAM New Construction „Outstanding" įvertinimas. Tai yra pirmasis nekilnojamojo turto (NT) projektas Latvijoje, gavęs tokio aukšto lygio įvertinimą. Tuo tarpu „Outstanding" įvertinimą Lietuvoje jau turi du verslo cent...
nuotrauka
2024-06-13 10:55
Nuo š. m. sausio pradėjusioje veikti Aplinkos ministerijos sukurtoje Nuotekų tvarkymo informacinėje sistemoje (NTIS) jau yra užsiregistravę daugiau nei 1 tūkst. vartotojų: apie 550 organizacijų atstovų ir panašus skaičius privačių asmenų, turinčių individualius nuotekų tvarkymo įrenginius.
nuotrauka
2024-06-07 09:36
Vasaros sezono daugelis neįsivaizduoja be šašlikų ar kitų ant grotelių kepamų patiekalų. Kokias galimybes mėgautis ant grotelių kepamais patiekalais turi daugiabučių namų gyventojai pasakoja daugiabučių priežiūra ir administravimu užsiimančios „Civinity Namai“ atstovas Arūnas Armanavičius.
nuotrauka
2024-06-06 09:30
„Vilniaus duona" pradėjo įgyvendinti šilumogrąžos sistemos projektą Panevėžio kepykloje. Duonos gamybos metu susidaranti energija, anksčiau leidžiama per kaminus vėjais, virs nauda: šildys karštą vandenį ir patalpas. Taip bus taupoma šilumos reikmėms skirta energija ir mažinama CO2 emisija. Į projek...
nuotrauka
2024-06-05 14:00
Aplinkos ministerija trečiadienį Prezidentūroje įteikė apdovanojimus žaliausiai Lietuvos savivaldybei. Šiemet ja tapo Panevėžio miesto savivaldybė. Taip pat apdovanota Jurbarko rajono savivaldybė. Ji per metus padarė didžiausią pažangą ir reitinge pakilo per 34 pozicijas, lyginant su 2023 m. rezulta...
nuotrauka
2024-06-05 11:05
Pasvalio rajone veikianti bioetanolio ir biodujų gamintoja „Kurana“ įrengs gamyklą, kurioje iš maisto ar pašarų tiekimo grandinėje netinkamų naudoti pramoninių atliekų, pavyzdžiui, krakmolo suspensijos atliekų bei maisto atliekų, bus gaminamas antros kartos bioetanolis. Gamykla turėtų pradėti veikti...
nuotrauka
2024-06-05 09:49
Vilniaus paukštyną pasiekė dar pernai gruodį įsigyta mobilioji oro taršos ir kvapų stebėjimo stotis, į kurią investuota daugiau kaip 30 tūkst. eurų. Stotis šiuo metu įrengiama ir testuojama. Planuojama, kad ji įmonės teritorijoje visa apimtimi veikti pradės liepą.
nuotrauka
2024-05-31 09:26
Alytaus miesto savivaldybė su VšĮ Centrine projektų valdymo agentūra pasirašė Alytaus Jaunimo parko ir aplinkinės teritorijos atgaivinimo projekto finansavimo sutartį. Bendra projekto vertė 3,1 mln. Eur.
nuotrauka
2024-05-31 09:19
Aplinkos projektų valdymo agentūra primena, kad jau nuo gegužės 28 d. savivaldybių administracijos kviečiamos pasinaudoti parama, atliekant valstybinės miško žemės sklypų priežiūrą, apsaugą ir tvarkymo darbus bei rengiant valstybinės miško žemės sklypų miškotvarkos projektus. Šiai paramos priemonei ...
nuotrauka
2024-05-28 10:22
Europos Sąjunga didina kovos su klimato kaita apsukas. Dar 2023 m. priimta nauja Energijos vartojimo efektyvumo direktyvos (ENEF) versija gerokai išplečia šios taikymo ribas, taip pat kelia ambicingesnius tikslus dėl energetinių išteklių nešvaistymo. Įgyvendinti reikalavimus lieka ne tiek ir daug la...
nuotrauka
2024-05-27 14:43
Baisogaloje ir Šeduvoje atidaromos dvi naujos didelių gabaritų atliekų surinkimo aikštelės, į kurias Radviliškio rajono gyventojai atliekas galės pristatyti jau nuo šių metų gegužės 28 dienos.

Statybunaujienos.lt » Aplinka

nuotrauka

Įmonės GERBŪVIO PROJEKTAI apyvartas augina plečiamas paslaugų paketas ir kelių projektai

Įmonė „Gerbūvio projektai“ įgyja pagreitį. Jau trečius metus sparčiai auga užsakymų portfelis, o nuo 2020 m. apyvarta kasmet auga kone dvigubai. 2023-aisiais įmonė tempo nemažino.