2026 m. liepos 6 d. pirmadienis, 6:32:42
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
2026-07-03 14:41
Lietuvoje dauguma ežerų priklauso valstybei, tačiau dalis jų yra privačioje nuosavybėje arba priklauso ir valstybei, ir privatiems savininkams. Nacionalinė žemės tarnyba primena, kad privačių ežerų statusas susiformavo vykdant žemės reformą, o šiandien kiekvienas gyventojas gali nesudėtingai pasitik...
nuotrauka
2026-07-03 09:17
Jūrės tvenkinio užtvankos būklė Kazlų Rūdos savivaldybėje pripažinta kelianti realią grėsmę žmonių saugumui, turtui ir aplinkai. Siekiant kuo greičiau pradėti avarinės būklės statinio remonto darbus ir išvengti galimų nelaimių, Kazlų Rūdos savivaldybėje paskelbta savivaldybės lygio ekstremali situac...
nuotrauka
2026-07-02 09:52
Prieš metus Gariūnų atliekų rūšiavimo centre kilęs didelis gaisras tapo rimtu perspėjimu visai atliekų tvarkymo sistemai. Šiandien Vilniaus miesto savivaldybė teigia matanti naujus rizikos signalus – „Energesman“ valdomoje teritorijoje vėl didėja susikaupusių atliekų kiekiai, todėl imamasi prevencin...
nuotrauka
2026-06-29 11:01
Pirmą kartą Lietuvoje atliktas išsamus ekosisteminių paslaugų vertinimas atskleidė, kad gamta yra ne tik aplinkos, bet ir tiesioginis ekonomikos bei visuomenės gerovės pagrindas. Valstybės duomenų agentūros parengtas tyrimas rodo, kad miškai, pievos, pasėliai, ežerai ir net miestų želdiniai kasdien ...
nuotrauka
2026-06-29 09:07
Kasdien rūpindamiesi namų švara ir asmens higiena retai susimąstome, kad į kanalizaciją patenkančios medžiagos ilgainiui tampa rimtu iššūkiu aplinkai. Plovikliai, kosmetikos priemonės, vaistų likučiai, mikroplastikai ir kiti sunkiai skaidomi junginiai gali pasiekti upes, ežerus, Baltijos jūrą, o tam...
nuotrauka
2026-06-26 09:10
Šiomis dienomis Lietuvą pasieks daugiau kaip 30 laipsnių karščiai, todėl daugelyje namų visu pajėgumu veiks oro kondicionieriai. Tačiau, pasak „Elektrum Lietuva“ produktų vadovės Eglės Afanasjevos, būtent per karščius gyventojai dažniausiai daro klaidas, kurios ne tik nepadidina komforto, bet ir ger...
nuotrauka
2026-06-23 08:38
Prasidėjus vasarai suaktyvėja ne tik uodai ar erkės – šiuo metu itin aktyvų gyvenimo ciklo etapą išgyvena ir medieną graužiantys vabzdžiai. Jų lervos metų metus ardo medieną iš vidaus, o suaugę vabzdžiai išskrenda poruotis ir dėti naujų kiaušinėlių. Specialistai perspėja, kad pirmieji užkrato požymi...
nuotrauka
2026-06-22 11:46
Lietuvos geologijos tarnyba (LGT) įspėja gyventojus – iki Gėlo požeminio vandens gavybos gręžinių įteisinimo laikinojo įstatymo galiojimo pabaigos liko kiek daugiau nei mėnuo. Visi, norintys įteisinti anksčiau įrengtą, tačiau Žemės gelmių registre neregistruotą gręžinį, dokumentus turi pateikti iki ...
nuotrauka
2026-06-19 13:36
Nepaisant daugelį metų veikiančios rūšiavimo sistemos, visuomenėje vis dar gajus mitas, kad atliekos galiausiai vis tiek atsiduria sąvartyne. Tačiau popierinių ir kartoninių pakuočių perdirbimo grandinė Lietuvoje rodo visai ką kita – tinkamai išrūšiuotos atliekos tampa vertinga antrine žaliava ir ga...
nuotrauka
2026-06-19 13:20
Vilniaus miesto centre, Bernardinų sodo dalyje prie Gedimino kalno ir Katedros aikštės, vyksta infrastruktūros ir želdynų atnaujinimo darbai. Iki rugsėjo pabaigos čia bus atnaujinti pėsčiųjų takai, įrengtas naujas dviračių takas, sutvarkyti esami gėlynai bei sukurti nauji želdinių akcentai, atspindi...
nuotrauka
2026-06-18 11:19
Vilniaus miesto savivaldybė pristatė Neries ir Vilnios upių pakrančių priežiūros strategiją, kurioje pirmą kartą nustatyti aiškūs principai, kaip turėtų būti tvarkomi skirtingi upių pakrančių ruožai visame mieste. Naujasis dokumentas leis atsisakyti fragmentiškų sprendimų ir pereiti prie vieningos, ...
nuotrauka
2026-06-17 07:24
Valstybei priklausančios melioracijos sistemos artimiausiais metais bus atnaujinamos šešiose Lietuvos savivaldybėse. Žemės ūkio duomenų centras pasirašė dalinio finansavimo sutartis su Panevėžio, Plungės, Trakų, Kėdainių, Kauno ir Klaipėdos rajonų savivaldybių administracijomis. Bendra projektų vert...
nuotrauka
2026-06-15 11:16
Vandentvarkos bendrovė „Vilniaus vandenys“ pradeda naują strateginės reikšmės projektą sostinėje. Viršuliškių vandentiekio stotyje bus statomas ketvirtasis, 10 tūkst. kubinių metrų talpos požeminis geriamojo vandens rezervuaras, kuris sustiprins vandens tiekimo patikimumą ir miesto atsparumą ekstrem...
nuotrauka
2026-06-09 08:51
Aplinkosaugos krizė vis aiškiau peržengia vien gamtos apsaugos ribas – ji veikia ekonomiką, visuomenės sveikatą, energetiką ir net politinį stabilumą. Naujausia Jungtinių Tautų aplinkos programos (UNEP) septintoji Pasaulio aplinkos būklės apžvalga GEO-7 pabrėžia, kad dabartiniai iššūkiai nebegali bū...
nuotrauka
2026-06-03 10:16
Vilniaus rajono savivaldybė kartu su Aplinkos apsaugos agentūra, Aplinkos apsaugos departamentu ir Nacionaliniu visuomenės sveikatos centru stiprina aplinkosaugos kontrolę rajone. Naujausiame institucijų susitikime daugiausia dėmesio skirta Pagirių seniūnijoje veikiančioms pramonės įmonėms, oro koky...
nuotrauka
2026-06-03 08:44
Nors oro tarša dažniausiai siejama su miestų gatvėmis ir pramonės objektais, specialistai atkreipia dėmesį į mažiau matomą, tačiau ne mažiau svarbią problemą – patalpų oro kokybę. Skaičiuojama, kad žmonės net apie 90 proc. savo laiko praleidžia uždarose erdvėse, kur ore gali kauptis dulkės, alergena...
nuotrauka
2026-06-02 10:27
Birželio 5 dieną, minint Pasaulinę aplinkos apsaugos dieną, Vilnius kviečia gyventojus ir miesto svečius atrasti atnaujintą Jeruzalės tvenkinio parką Jeruzalės tvenkinio parkas Verkių teritorijoje. Parkas jau atviras lankytojams, o oficialaus atidarymo metu čia vyks edukacinės veiklos, skirtos gamto...
nuotrauka
2026-05-15 08:33
Vilniaus apskrities atliekų tvarkymo centras (VAATC) ir bendrovė „Energesman“ pasirašė susitarimą dėl Vilniaus regiono mechaninio biologinio atliekų apdorojimo (MBA) gamyklos pastato atstatymo bei įrangos modernizavimo po 2025 metų pavasarį kilusio gaisro. Pagal taikos sutartį, kurią gegužės pradžio...
nuotrauka
2026-05-12 08:01
Lietuvoje vanduo iš čiaupo daugeliui yra savaime suprantamas pasirinkimas – atsukame čiaupą ir geriame be baimės. Tačiau keliaujant po pasaulį situacija dažnai pasikeičia: net skaidrus ir bekvapis vanduo gali būti nesaugus vartoti. Kodėl vienose šalyse vanduo laikomas itin kokybišku, o kitose jo ven...
nuotrauka
2026-05-07 13:54
Aplinkos projektų valdymo agentūra (APVA) nuo gegužės 12 dienos pradės teikti finansavimą gamybinių ir paviršinių nuotekų valymo technologijų diegimui. Šiai paramos priemonei iš valstybės biudžeto skiriama 2,8 mln. eurų. Parama bus skirta juridiniams asmenims, vykdantiems ūkinę veiklą, kurios metu s...

Statybunaujienos.lt » Aplinka