Ученые нашли способ увеличить выход метана в реакторах, работающих со стоками свиноводческих хозяйств, примерно на 46%. Для этого при культивировании микроорганизмов, которые производят биогаз, нужно применять материалы, улучшающие перенос электронов между бактериями, разлагающими летучие жирные кислоты, и археями, которые образуют газ. В ходе работы был испытан ряд материалов, способных усиливать движение электронов.
Многие микроорганизмы в природе разлагают органические вещества и выделяют метан, а также другие соединения, востребованные в промышленности. Такие микробы применяются для очистки сточных вод канализации, а также для переработки отходов пищевых предприятий и деревообрабатывающих производств в специальных реакторах.
Внутри подобных установок обычно создается среда без кислорода. Она обеспечивает поэтапное разложение органики до жирных кислот, которые затем распадаются на метан и углекислый газ. Микроорганизмы, задействованные на разных стадиях, нуждаются в различных условиях для роста, но их взаимодействие, включая обмен носителями заряда, способно ускорять образование метана.
Ученые проверили, как распространенные виды подложек влияют на обмен электронами между микробами, которые перерабатывают сточные воды свиноферм с большим количеством органики. Эксперименты продемонстрировали, что углеродный войлок среди этих материалов заметно ускорял перенос электронов. Микроорганизмы, развивавшиеся на нем, давали на 46% больше метана.
Углеродный войлок не только оказался лучшим проводником, но и стал функциональной основой, на которой сложилась микробная экосистема, настроенная на совместную работу и максимально эффективное производство метана. Результаты исследования позволят улучшить переработку отходов животноводства и получать больше экологически чистого топлива.
Биогаз представляет собой смесь метана и углекислого газа, формирующуюся при анаэробном сбраживании органических отходов. Метан в его составе является горючим компонентом и может применяться для производства тепла и электроэнергии.
