Pin nhiên liệu vi sinh thực vật có thể phát điện và làm giảm phát thải khí nhà kính trong đất

Biểu đồ ứng dụng Pin nhiên liệu vi sinh vật thực vật trong đất nhiễm mặn.

Công nghệ pin vi sinh vật (MFC) đã nhận được sự chú ý trong lĩnh vực xử lý nước thải hơn một thập kỷ vừa qua. Công nghệ này có thể đồng thời phát ra điện và xử lý nước thải bằng cách nuôi cấy vi sinh vật kích hoạt điện hoá. Tuy nhiên, những khám phá gần đây đã chứng minh rằng hệ thống MFC có thể kết hợp với đất để hình thành pin nhiên liệu vi sinh vật đất (SMFCs), hoặc kết hợp với thực vật để hình thành pin nhiên liệu vi sinh vật thực vật (PMFCs).

Là công nghệ năng lượng xanh mới, các pin nhiên liệu vi sinh này có thể chuyển hoá các chất hữu cơ trong đất hoặc các chất hữu cơ được tạo ra từ quá trình quang hợp của thực vật thành năng lượng điện thông qua các vi sinh vật. Trong nghiên cứu này, cùng với sự khám phá hiệu ứng phát điện, để đáp lại sự nhấn mạnh của chính phủ và các tổ chức quốc tế về việc giảm thải khí cacbon, các nhà nghiên cứu của Đại học Quốc gia Đài Loan cũng tiến hành điều tra ảnh hưởng của SMFCs và PMFCs tới việc giảm phát thải khí nhà kính từ đất. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Sản xuất Sạch Hơn.

Hơn nữa, ở một số khu vực miền Nam Đài Loan, hiện tượng đất nhiễm mặn là một vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng xấu tới hệ sinh thái đất và đe doạ sản xuất nông nghiệp. Nghiên cứu này cũng đã phát hiện tiềm năng của việc sử dụng SMFCs và PMFCs trong việc phục hồi đất bị nhiễm mặn. Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy rằng SMFCs và PMFCs có thể thành công phát điện trong đất bình thường. Điện áp được tạo ra trong đất nhiễm mặn thì tương đối thấp, nhưng điện áp của PMFCs thì tăng dần sau vài tháng canh tác.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã thấy rằng SMFCs và PMFCs có những ảnh hưởng khác biệt trong việc làm giảm phát thải khí methan trong đất bình thường và đất nhiễm mặn, SMFCs hoạt động hiệu quả hơn trong đất bình thường, trong khi PMFCs thể hiện hiệu quả giảm phát thải tốt hơn trong đất nhiễm mặn. Trong quá trình nghiên cứu, họ cũng quan sát thấy PMFCs có thể làm giảm tính dẫn điện của đất trong môi trường đất nhiễm mặn, cơ chế cụ thể vẫn cần nghiên cứu sâu hơn nữa.

Giáo sư Chang-Ping Yu, tác giả liên hệ của nghiên cứu này cho biết: “nhìn chung, nghiên cứu này chứng minh khả năng ứng dụng của SMFCs và PMFCS trong cả môi trường đất bình thường và đất nhiễm mặn để tạo ra điện và giảm phát thải khí nhà kính”.

Trương Thị Tú Anh theo phys.org