ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЭЛЕКТРИЧЕСТВА В УСЛОВИЯХ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

© В.К.Ильин, П.Е.Чумаков, С.А.Сафронова
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космической медицины и биологии"
2008 г.

Проблема микробиологической утилизации отходов органического происхождения в условиях космического полета в настоящее время является весьма актуальной с учетом общей тенденции увеличения длительности пребывания человека в космосе. Известны различные методы и технологии переработки отходов органического происхождения в условиях гермообъектов. В качестве одного из направлений работы при решении проблемы утилизации образующейся органики может рассматриваться технология микробиологической утилизации органических, в первую очередь, пищевых, отходов. Результаты работ в данном направлении были опубликованы ранее (Научные чтения, посвященные разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского, 2000—2007 гг.) Целью настоящего исследования является оптимизация разработанной нами технологии, заключающаяся в возможности последующей доочистки полученной жидкой фазы и получением биоэлектричества как результата жизнедеятельности консорциума микроорганизмов-деструкторов.

В целях технологического обеспечения получения биоэлектричества, нами была разработана конструкция электробиореактора, позволяющего получать разность электрических потенциалов, возникающую в определенных условиях в результате жизнедеятельности ассоциации микроорганизмов. Она является основой для применения технологии микробиологического получения биоэлектричества в разных целях, в т. ч., для получения электроэнергии в результате преобразования жидкой фазы, образующейся в результате микробиологической утилизации отходов органического происхождения, и других органических субстратов.

Основу разработанной конструкции составляет камера, или реакционный бокс, состоящий из двух плотно соединенных друг с другом ячеек (электродных камер), в одну из которых помещен анод, в другую — катод. Ячейки соединены друг с другом полупроницаемой мембраной. Камеры изготовляются из высокопрочной пластмассы, обладающей высоким электросопротивлением, широким диапазоном рабочих температур, высокой прочностью и термостойкостью, устойчивой к радиации. В реакционный бокс будет внесена жидкость, полученная в результате предварительной микробиологической деградации пищевых отходов, с целью ее последующей доочистки и получением биоэлектричества. К электродам подведены провода, которые соединены с мультиметром, соединенным, в свою очередь, с персональным компьютером, в целях обеспечения электронной фиксации полученных результатов. Между анодом и мультиметром находится редуктор, обеспечивающий переменное сопротивление. Реакционный бокс представляет собой электрохимическое устройство, которое конвертирует (преобразует) химическую энергию топлива в электрическую энергию на основе каталитических свойств микроорганизмов. Таким образом, разработанная конструкция позволит максимально оптимизировать параметры технологического процесса и добиться его максимальной эффективности.