Atık Suları Temizleyebilen Yeni Nanofiber Malzeme
Cornell Üniversitesi’ndeki malzeme bilimi insanları ve biyoelektrokimya mühendisleri atıksudaki kirleticileri temizlemek için yenilikçi ve maliyet açısından rekabetçi bir elektrot malzemesi yarattı.
Araştırmacılar elektro-eğrilmiş karbon nanofiber elektrotlar oluşturdu ve şuan piyasada bulunan karbon kumaş elektrotlarıyla rekabet etmek amacıyla PEDOT adlı iletken bir polimerle kaplandı. PEDOT kaplaması uygulandığında, Geobacter sulfurreducens bakterisinin elektriksel olarak aktif bir tabakası elektrot üzerinde doğal bir şekilde büyür.
İletken nanofiberler, atıksudan kirleticileri sindirerek elektronları serbest bırakan ve bu elektronları elektroda transfer ederek elektrik üreten bu bakteriler için uygun bir yüzey oluştururlar. Bu araştırma, Journal of Power Sources ‘da yayınlanan bir makalede bildirilmiştir.
“Elektrotlar şu an için yapılması pahalı ve bu malzeme elektrot fiyatını düşürebilir ve böylece kirli suyun temizlenmesini kolaylaştırabilir” diyor biyoloji ve çevre mühendisliği alanında doktora tezi veren eş başkanı yazar Juan Guzman, Cornell. Bir mikroskop altında, karbon nanofiber elektrot bir mutfak temizleyiciye benzemektedir.
Elektrot, şu anda Northeastern Üniversitesi’nde doktora öğrencisi olan eş başkanı yazar Meryem Pehlivaner ile üst düzey yazar, fiber bilimi profesörü ve Cornell’de İnsan Ekolojisi Koleji’nin doçent dekanı Margaret Frey tarafından yapıldı. Pehlivaner, elektrospinning ve karbonizasyon prosesleri yoluyla karbon nanofiberleri üretti. Elektrospinning işleminden birkaç saat sonra çıplak gözle görülebilen kalın bir nanofiber tabaka ortaya çıkıyor.
Pehlivaner, Cornell’daki biyolojik ve çevresel mühendislik profesörü ve kıdemli yazar Lars Angenent ve Guzman ile atık suyun eş zamanlı olarak işlenmesi ve elektrik enerjisinin üretilmesi için karbon nanofiber elektrotların kullanımı konusunda işbirliği yaptı. Özelleştirilebilir karbon nanofiber elektrot, yüksek gözeneklilik, yüzey alanı ve bakterilerle biyouyumluluk nedenleriyle bu uygulama için ideal olduğunu kanıtladı. Araştırmacılara göre nanofiberi PEDOT ile kaplamak özelliklerini daha da iyileştiriyor.
Guzman, atıksu arıtma tesislerinin bu yeni tedavi yöntemini henüz kullanmadığını söyledi. Büyük ölçekte elektrottaki bakteriler, kirleten maddeleri akan atık sudan yakalayabilir ve bozabilirler. Böyle bir teknoloji, sistemlerin daha az alan kaplayarak ve verimliliğini arttırarak atık su arıtımını artırabilir.
Angenent, bunun gibi konseptlerin fakültenin ve öğrencilerin iletişim kurmak ve işbirliği yapmak istedikleri kampüslerde olduğunu söyledi. “Bu radikal işbirliğini tanımlıyor” dedi. ” Atık suyun temizlenmesini daha iyi ve biraz daha ucuz yapacak bir fikirden -az ya da çok önseziden- gerçekliğe dönüştürmek üzere iki çok farklı Cornell kolejinden çevre mühendisleri ile konuşan fiber bilimcilerimiz var. ”
Kaynak: materialstoday.com
