Ελληνίδα ερευνήτρια δημιουργεί "πράσινο" ηλεκτρικό ρεύμα

Ο αγώνας δρόμου των ανά τον κόσμο ερευνητών για τη δημιουργία εναλλακτικών πηγών ενέργειας περιλαμβάνει τις πιο απρόσμενες ιδέες. Χαρακτηριστική είναι η περίπτωση της ερευνήτριας Γεωργίας Αντωνοπούλου, του τμήματος χημικών-μηχανικών του πανεπιστημίου Πατρών, η οποία αναπτύσσει μικροβιακές κυψέλες καυσίμου, οι οποίες τροφοδοτούνται με υποπροϊόντα της παρασκευής τυριών, όπως το τυρόγαλα.

Το τυρόγαλα ή το ξινόγαλα είναι πλούσιο σε λακτόζη, ένα σάκχαρο που μπορεί να καταναλωθεί από καλλιέργειες βακτηρίων, οι οποίες περιέχονται σε μια κυψέλη καυσίμου (fuel-cell) και με αυτό τον τρόπο "γεννιέται" ηλεκτρικό ρεύμα. Η μέθοδος των λεγόμενων "μικροβιακών κυψελών καυσίμου" προσελκύει τελευταία όλο και μεγαλύτερο διεθνές ενδιαφέρον.

Το τυρόγαλα αποτελεί περίπου το 70% του όγκου του γάλακτος, που απαιτείται για την παραγωγή τυριού. Έτσι, σύμφωνα με την Αντωνοπούλου (την τεχνική της οποίας παρουσίασε με πολύ ευμενή τρόπο ο "Εκόνομιστ"), μια μικρή παραγωγική μονάδα φέτας δημιουργεί κατάλοιπα από τυρόγαλα έως 4.000 τόνους ετησίως. Η μεγάλη αυτή ποσότητα θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε μικροβιακές κυψέλες καυσίμου. Αλλά και άλλες βιομηχανίες (ζυθοποιίες, χοιροτροφεία, εργοστάσια επεξεργασίας τροφίμων, ακόμα και μονάδες επεξεργασίας λυμάτων) θα μπορούσαν να αξιοποιήσουν τη νέα τεχνολογία.

Οι παραδοσιακές κυψέλες καυσίμου χρησιμοποιούν ένα υλικό ως καταλύτη για να δημιουργήσουν οξείδωση σε ένα καύσιμο, όπως το υδρογόνο, και να δημιουργήσουν ένα ηλεκτρικό ρεύμα ανάμεσα σε δύο ηλεκτρόδια. Οι μικροβιακές κυψέλες καυσίμου λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο, απλώς οι καταλυτικές αντιδράσεις δεν γίνονται από ανόργανα υλικά, αλλά από οργανική ύλη (βακτήρια). Κάτω από αναερόβιες συνθήκες, όπου δεν υπάρχει οξυγόνο, αυτά τα βακτήρια μεταβολίζουν το καύσιμο, προκαλώντας χημικές αντιδράσεις, που έχουν ως κατάληξη την παραγωγή ηλεκτρισμού.

Θεωρητικά τέτοιες μικροβιακές κυψέλες καυσίμου μπορούν να δουλέψουν με οποιοδήποτε μορφή οργανικής ύλης, αν και τα μέχρι τώρα πειράματα έχουν δείξει ότι οι μικροβιακές κυψέλες λειτουργούν καλύτερα με διαλύματα που περιέχουν συνθετικά σάκχαρα, όπως η γλυκόζη. Όμως η κ. Αντωνοπούλου απέδειξε, για πρώτη φορά, ότι είναι δυνατό σε μια κυψέλη καυσίμου, αντί για ένα τέτοιο διάλυμα με σάκχαρα, να χρησιμοποιηθεί ένα διάλυμα με τυρόγαλα.

Βέβαια, προς το παρόν, η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια είναι της τάξης μόλις των μερικών χιλιοστών του βατ (milliwatt), που με το ζόρι μπορεί να φορτίσει ένα κινητό τηλέφωνο. Η ερευνητική ομάδα της κ. Αντωνοπούλου έχει ήδη καταφέρει να βελτιώσει την ενεργειακή αποδοτικότητα των κυψελών της από το αρχικό 2% σε περίπου 25% (πόσα από τα παραγόμενα ηλεκτρόνια πράγματι ρέουν στο ηλεκτρικό κύκλωμα). Η ενεργειακή ισχύς της συσκευής μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω χάρη σε ένα νέο σχεδιασμό που αυξάνει τη συνολική επιφάνεια των ηλεκτροδίων μέσα στην κυψέλη καυσίμου.