2026 m. gegužės 16 d. šeštadienis, 9:11:12
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
2026-05-15 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...
nuotrauka
2026-05-07 13:32
Ilgai laukta siunta dažniausiai išpakuojama per kelias minutes, o dėžės, plastikas ir apsauginės medžiagos netrukus atsiduria prie konteinerių. Tačiau būtent šiuo momentu paaiškėja, ar pakuotė buvo sukurta atsakingai. Gamintojų ir importuotojų asociacijos „Gamtos ateitis“ ekspertai pabrėžia, kad aiš...
nuotrauka
2026-05-07 09:33
Lietuvos geologijos tarnybos duomenys rodo, kad 2025 m. šalies naudingųjų iškasenų gavyboje ir toliau dominavo statyboms bei infrastruktūrai būtinos žaliavos – žvyras, smėlis ir dolomitas. Nors bendras pagrindinių kietųjų naudingųjų iškasenų kiekis, palyginti su 2024 m., sumažėjo apie 15 proc., pati...
nuotrauka
2026-05-06 15:20
Vyriausybė pritarė Aplinkos ministerijos parengtiems kelių svarbių įstatymų pakeitimams, kurie iš esmės keičia atliekų tvarkymo sistemą Lietuvoje. Naujos nuostatos perkels atnaujintus Europos Sąjungos reikalavimus į nacionalinę teisę ir įves griežtesnę gamintojų atsakomybę bei aiškesnę kontrolę. Pok...
nuotrauka
2026-05-05 14:36
Vilnius stiprina atsparumą ekstremalioms liūtims – miesto paviršinių nuotekų infrastruktūrai modernizuoti skiriamos dešimčių milijonų eurų investicijos. UAB „Grinda“ šiemet į tinklų statybą investuos 15 mln. eurų, o iki 2029 metų bendra suma pasieks 46 mln. eurų. Tikimasi, kad šie sprendimai reikšmi...
nuotrauka
2026-05-05 10:46
Tankiai užstatyti miestai slepia ne tik architektūrinius sprendimus ar infrastruktūros tinklus – po jų paviršiumi vyksta kur kas sudėtingesni procesai. Lietuvos geologijos tarnybos Teisės ir kontrolės skyriaus vyriausiasis specialistas Vytautas Minkevičius atkreipia dėmesį, kad miestų svoris daro ti...
nuotrauka
2026-04-29 13:30
Vilniuje žengtas svarbus žingsnis įgyvendinant vieną išskirtiniausių pastarųjų metų viešųjų projektų – išduotas statybos leidimas 32 hektarų ploto „Mamutų slėnio“ įrengimui Šeškinės šlaituose. Naujoji žalioji erdvė netoli „Akropolio“ ir būsimojo Nacionalinio stadiono taps ne tik poilsio vieta, bet i...
nuotrauka
2026-04-28 13:53
Gyventojams, įsirengiantiems būstą ar atliekantiems remontą, – palengvinimas. „Vilniaus apskrities atliekų tvarkymo centras“ (VAATC) praneša, kad nuo gegužės 2 dienos sostinės regiono didelių gabaritų atliekų surinkimo aikštelėse (DGASA) izoliacinių medžiagų atliekos vėl bus priimamos nemokamai. Vie...
nuotrauka
2026-04-28 10:07
Pavasarį vis daugiau laiko praleidžiame lauke, tačiau šylant orams didėja ir oro taršos rizika. Vilniaus gyventojai realiu laiku gali stebėti oro kokybės rodiklius programėlėje „KOVAS“, kur pateikiami duomenys iš skirtingose miesto vietose įrengtų sensorių. Specialistai primena, kad padidėjus taršai...
nuotrauka
2026-04-27 09:11
Vilnius artimiausiais metais taps dar žalesnis ir patogesnis gyventojams. Įvairiose miesto dalyse bus tvarkomos arba naujai kuriamos viešosios erdvės – skverai, aikštės, parkai ir bendruomenių zonos. Dalis projektų jau pradėti, o dauguma sprendimų gimė įsiklausius į gyventojų poreikius. Per ateinanč...
nuotrauka
2026-04-24 07:25
Tradicinės nuotekų sistemos nebespėja susidoroti su momentinėmis liūčių apkrovomis, todėl miestų gatvės ir sklypai vis dažniau virsta ežerais. Pagrindinė šiandienos inžinerijos žinia – lietaus vandenį reikia ne tik „išleisti vamzdžiais“, bet ir išmaniai valdyti ten, kur jis pasiekia paviršių.
nuotrauka
2026-04-21 07:48
Šiuolaikinė aplinkotvarka jau seniai peržengė paprasto funkcionalumo ribas ir tapo lygiaverte architektūros dalimi, kurioje kiekviena detalė pasakoja istoriją. Tai ilgalaikė investicija, kuri ne tik puošia namų aplinką, bet ir tiesiogiai kelia viso nekilnojamojo turto vertę, užtikrindama solidų bei ...
nuotrauka
2026-04-17 13:41
Kaune statomo pėsčiųjų tilto per Nerį projektas atsidūrė teisėsaugos akiratyje – nustatyta, kad vykdant darbus galimai buvo pažeisti aplinkosaugos reikalavimai ir padaryta reikšminga žala upės ekosistemai. Aplinkos apsaugos departamentas jau kreipėsi į Kauno apskrities vyriausiąjį policijos komisari...
nuotrauka
2026-04-16 07:50
Klaipėdoje įvyko strategiškai svarbios pratybos, kurios parodė, kad net ir visiškai dingus elektros tiekimui miesto gyventojai neliktų be geriamojo vandens. Bendrovė „Klaipėdos vanduo“ I vandenvietėje sėkmingai išbandė scenarijų, kai vandens tiekimas visą parą užtikrinamas vien tik elektros generato...
nuotrauka
2026-04-13 08:07
Artėjant naujiems pokyčiams šildymo sektoriuje, gyventojams jau dabar rekomenduojama įvertinti savo naudojamus kuro sprendimus. Nuo 2026 m. gegužės 1 d. dalyje Lietuvos miestų ir kurortų įsigalios draudimas deginti kietąjį iškastinį kurą, todėl laiko pasiruošti liko nedaug.
nuotrauka
2026-04-03 14:00
Ar įmanoma miestus padaryti atsparesnius klimato kaitai ne investuojant į sudėtingas technologijas, o atsigręžiant į gamtą? Šis klausimas vis dažniau keliamas tarptautinėje mokslo bendruomenėje. Sprendimų ieško ir Mykolo Romerio universiteto (MRU) Aplinkos valdymo laboratorijos podoktorantūros stažu...
nuotrauka
2026-04-03 09:37
Balandžio mėnesį Klaipėdos miesto, Klaipėdos rajono ir Palangos savivaldybės kviečiamos teikti paraiškas valstybės paramai gauti pajūrio juostos tvarkymo priemonėms įgyvendinti. Šiemet iš valstybės biudžeto tam numatyta 100 tūkst. eurų, kurie bus skirti tiek krantų apsaugai, tiek infrastruktūros atn...
nuotrauka
2026-03-26 11:28
Vilniaus apskrities atliekų tvarkymo centras (VAATC) kartu su regiono savivaldybėmis iki 2028 metų planuoja įrengti 8 naujas didelių gabaritų atliekų surinkimo aikšteles (DGASA). Šių aikštelių tinklo plėtra yra strateginis VAATC tikslas – skatinti atsakingą atliekų tvarkymą, perdirbimą ir daiktų ant...

Statybunaujienos.lt » Aplinka

nuotrauka

Kaip 100 m² balą paversti 20-čia stovėjimo vietų: paslaptis slypi po žeme

Tradicinės nuotekų sistemos nebespėja susidoroti su momentinėmis liūčių apkrovomis, todėl miestų gatvės ir sklypai vis dažniau virsta ežerais. Pagrindinė šiandienos inžinerijos žinia – lieta...