Управлять микробами. Кубанские ученые создали живые электрические газоны

Корреспондент «АиФ-Юг» Алина Менькова приехала в Кубанский государственный университет, чтобы встретиться с кандидатом биологических наук Никитой Волченко, курирующим проект электрических газонов.

Как функционирует электрический газон

Никита показывает так называемый микробно-топливный элемент. Говоря простым языком – это куст в пластиковой коробке, который пропускает ток и вместе с тем перерабатывает отходы. Под зеленой травой совсем нет почвы. Так как же растет этот куст?

«Гидропонное культивирование. Растение находится в питательном растворе вместо почвы», –   поясняет Никита.

«Все просто – как на уроках физики. Принцип работы гальванической батарейки, – говорит изобретатель и показывает пластиковую емкость, которая разделена на два отсека. – Видите, здесь две отличающиеся по наполнению и функциям части устройства. В нижней стороне плюс – анод, в верхней минус – катод, т.е. отрицательные и положительные электроды. Электроны с отрицательного перетекают на положительный, создавая электрический ток». Так работает и телефон, и фотоаппарат».

«В емкости, где катод, находятся бактерии, которые могут к нему прикрепляться – объясняет Никита. – Если внести туда, например, глюкозу или органические сточные воды – мы добавляли сточные воды, а вообще можно любую органику, – то бактерии их разлагают, отделяя от их молекул электроны, которые сбрасывают на анод. Для повышения эффективности системы, количества в ней электрогенных бактерий, емкость с анодом заполняется слоем угольного порошка. Электроны перетекают по проводнику к положительному электроду, расположенному в области корней растений и возвращаются обратно. В итоге возникает электрический ток в пределах одного вольта. В нижней части устройства происходит разложение микробами загрязняющих веществ в бескислородных условиях, в верхней – в кислородных. Плюс корни растений могут поглощать часть вредных веществ, например, тяжелые металлы».

На поверхности куста находятся приемники-катоды из графита. Между ними возникает напряжение. И лампочки светятся.

«Растения служат своеобразным живым катализатором: с одной стороны, в их корневищах бактерии размножаются более активно, а с другой – растения могут переработать в биомассу несъедобные соединения азота, а также поглотить тяжелые элементы», – поясняет Никита.

Статья по теме

Кубанские ученые предлагают «пропускать» через колбасу электромагнитные волны

Ученый уверен, что бактерии могут разлагаться бесконечно долго. В проводах мощность низкая – они слабовольтные, всего одна восьмая вольта. Сгореть они не могут никак. Принцип работы в будущих газонах будет тот же – только здесь аноды и катоды станут перетекать не справа налево, а снизу вверх.

Получить патент первыми

Это не первое изобретение краснодарских ученых, направленное на решение проблем кубанской столицы.

«В прошлом году мы разработали технологию получения электричества из донных осадков Карасунских озер, – делится Никита. – Это обсуждалось на экономическом форуме в Сочи, где глава Краснодара Владимир Евланов лично заинтересовался, дал добро и велел пустить дело в проверку. Но пока это находится на стадии утряски и согласования. Наши газоны мы исследуем уже 8 месяцев, сейчас посмотрим, как они уживутся на полевых площадках».

Ученые хотят посмотреть, какое количество электричества можно получить в полевых условиях, ведь пока брались в расчет условия лабораторные. Они хотят обустроить три-четыре квадратных метра, чтобы было легко ухаживать и наблюдать:

«Конечно, мы пересчитываем мощность на квадратный метр, но могут быть неточности».

Никита верит в успех проекта:

«Солнечные батареи тоже раньше не использовались повсеместно, они были только у военных и космонавтов, а теперь эта технология применяется даже на светофорах. Мы верим, что и у наших газонов есть будущее».

Если эксперимент удастся и уникальные газоны появятся затем на улицах Краснодара, то они будут самоочищаться и вместе с этим «светиться», генерируя электричество. Аналогичные работы есть и за рубежом, но в России ни одна из известных Никите групп ученых не вышла на стадию полевого эксперимента. В этом году работы ученых КубГУ в области микробных топливных технологий получили серебряную медаль на Всероссийском конкурсе научно-технического творчества, а также взяли «золото» на московском международном салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед-2015». Если опыт краснодарских ученых окажется удачным, то они первыми оформят заявку на патент.