Плохое вино? В топку!

Малейшее нарушение технологического процесса может привести к тому, что вино, бесценное сырье для которого взращивалось годами, превратится в непригодную к употреблению бормотуху. Ученые из США и Индии изобрели способ, позволяющий при помощи обычных микробов превращать такие отходы производства в чистую энергию - электричество и водород.

В виноделии при производстве благородных напитков образуется огромное количество отходов - грязная вода, биомасса и неправильно ферментированный винный уксус. Для переработки и уничтожения этого мусора требуются дополнительные производственные мощности и существенный расход электроэнергии. К примеру, 1,5 процента всего мирового потребления электричества приходится на системы очистки воды.

Международная научная группа, работающая на базе Университета Пенсильвании, предложила новый способ борьбы с отходами винного производства, который не только не требует энергетических вложений, но и сам в состоянии произвести электричество. Кроме того, в ходе предложенной реакции выделяется другое топливо - чистый водород.

Читайте также "Воздушный автомобиль: накачал и поехал"

Первоначальная часть исследования была проделана индийскими учеными, которые обнаружили две очень полезные бактерии - Acetobacter aceti и Bluconobacter roseus. Считалось, что эти микроорганизмы являются вредителями для вина - они разрушают его структуру и очень сильно портят вкус. Но именно эти свойства пригодились для уничтожения отходов производства.

Процесс утилизации состоит из двух этапов - бактерии преобразуют сахар в уксусную кислоту, чтобы затем уничтожить ее, превратив в электрический ток. Acetobacter aceti производит электрический заряд 213 милливатт, а Bluconobacter roseus - 395 милливатт. При объединении микроорганизмов в комплекс вместе они могут генерировать 859 милливатт.

Такой прирост эффективности при парной работе объясняется тем, что каждая из них хороша в чем-то одном. B.roseus лучше синтезирует кислоту, но не сильна в выработке электрического заряда. A.aceti, напротив, очень плохо преобразует сахар, но интенсивно превращает уксус в ток.

Выделившийся в процессе заряд электричества далее используется для электролитического разложения воды, при котором выделяется водород и побочный продукт - метан. Таким образом, при добавлении в бутылку вина двух бактериальных колоний, она превращается в топливный элемент. Индийские ученые предполагали использовать эту технологию для уничтожения перебродивших и испорченных вин, однако их американские коллеги пошли дальше и придумали способ применить открытие к утилизации других отходов винного производства.

Пока что технология еще не проработана до конца, и у нее есть несколько недостатков. Во-первых, напряжение вырабатываемого тока меньше 1,2 вольта, необходимого для разделения молекул воды на отдельные атомы. Поэтому для водородного синтеза на последнем этапе требуется подключение внешнего источника питания. Вторым недостатком сами исследователи считают тот факт, что на последней фазе переработки выделяется очень мало водорода и слишком много метана. В данный момент ученые ищут способ контролировать этот процесс и его результаты.

Изобретение вряд ли сможет оказать существенное влияние на мировую энергетику и даже на нагрузку местных электрических подстанций. Однако владельцам винодельческих производств оно способно помочь совместить приятное с полезным: сократить расходы на энергию и избавить окружающую среду от лишних отходов.

Читайте также в рубрике "Наука и техника"