Ugrás a tartalomra

Hírfolyam

Hogyan lettek energia-önellátók a budapesti szennyvíztisztítók?

2025. 02. 04.
Jövőtervező

Természetesen a szennyvíz segítségével. Erről, továbbá személyre szabott rákgyógyításról és lítiumion-akkumulátorok élettartamának becsléséről szólt a negyedik Jövőtervező.BME, a műegyetemi kutatásokat is érintve.

A BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Karának elődjét 1873-ban alapították, az első vegyészmérnöki diplomát pedig 1907-ben adta ki, de nem azért, mert olyan nehéz lett volna elvégezni – ezzel a viccel indította Hornyánszky Gábor, a kar dékánhelyettese a Jövőtervező.BME ismeretterjesztő sorozat negyedik eseményét a K épület dísztermében (aztán elárulta a megoldást is, miszerint korábban csak vegyészdiploma létezett, mérnöki nélkül).

Hornyánszky Gábor

A köszöntőt ezúttal is Levendovszky János, a BME kutatási és innovációs rektorhelyettese tartotta. Úgy fogalmazott, az egyetem küldetéseinek legnemesebbike a közösségi tudomány: szakmai eredményekről kristálytisztán és közérthetően beszélni. Hozzátette, a mérnöki tudomány a felfedező kutatásoktól a mindennapokban megjelenő hasznos innovációkig ívelő híd, az aktuális témák pedig különösen az elevenünkbe vágnak: egészség és energia.

Levendovszky János

Az első előadást Keserű György Miklós, a Szerves Kémia és Technológia Tanszék egyetemi tanára, a HUN-REN TTK Gyógyszerinnovációs Központ igazgatója tartotta a gyógyszerkutatásokról, azon belül is a rákellenes szerek fejlődéséről. Felidézte, hogy a daganatos megbetegedések okozta halálozások száma itthon 1995 óta mindkét nemnél csökken, de még így is vezető halálok, és a 100 ezer lakosra vetített 328 halálozás jóval magasabb, mint az uniós átlag (247).

Keserű György Miklós

A hatékony, de a rákos és az egészséges sejteket egyaránt elpusztító kemoterápia területén a kutatás a specificitásra irányul. Az immunterápiák a szervezet saját védekező rendszerét serkentik, a fehérvérsejtek segítségével küzdve a daganat ellen. Az aktív immunizáció során a beteg saját daganatából készül vakcina, a checkpoint-immunterápia pedig kikapcsolja a rákos sejtek immunsejteket megtévesztő jelzését. A specifikus immunterápia lényege, hogy antitestek szállítják a rákos sejtekhez a kemoterápiás szert, mert felismerik az azok felszínén lévő antigéneket – e megoldás hátránya eddig az volt, hogy változó mennyiségű gyógyszert tartalmazó keveréket eredményez.

A közönség

Itt lép be a fejlesztésbe a BME-n is zajló rekonjugációs kutatás, amellyel homogén szert lehet előállítani. Sőt, a következő lépésben a módszer alkalmas arra, hogy az antitestekre a lekülönbözőbb, éppen szükséges molekulákat szereljék fel – ily módon utat nyitva a személyre szabott terápiás alkalmazásnak.

Ami azért fontos, mert a különböző betegek daganatai más-más szerekre reagálnak 

– magyarázta Keserű György Miklós.

Másodikként Tardy Gábor egyetemi docens, az Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék tanszékvezető-helyettese, a Szennyvíztisztítási Biotechnológiák Kutatócsoport vezetője következett Bioenergia – megújulóenergia-termelés (ős)baktériumokkal című előadásával.

Tardy Gábor

Tardy Gábor ismertette a fermentáció hagyományos alkalmazási területeit az élelmiszeripartól a gyógyszergyártáson át a környezetvédelmi technológiákig. A biológiai szennyvíztisztítás során mikroorganizmusok távolítják el (táplálékként hasznosítva) a szennyező anyagokat, az ebből származó fölös biomassza fermentorokba kerül, így a korábbi mikroorganizmusokból más fajták tápláléka lesz, végül szerves illósavak mellett szén-dioxid és hidrogén képződik.

Ezután metanogén ősbaktériumokkal metánt és szén-dioxidot tartalmazó biogázt lehet előállítani, amelynek ugyan rosszabb a fűtőértéke, mint a földgáznak, és nem is vezethető be a földgázhálózatba, de jól tárolható és égetéssel követlenül hasznosítható. Így lesz például a három nagy budapesti szennyvíztisztító energetikailag önellátó (igaz, a felhasznált biogázuk nemcsak saját biomasszából, hanem máshonnan származóból is készül).

Áramfölöslegből hidrogén

A biogáz feljavításával biometán állítható elő, amely a tulajdonságai alapján már összevethető a földgázzal. A probléma, hogy hidrogén kell hozzá, amelyet vízbontásból nyerhetünk, az pedig drága dolog. Mégis megéri, ha megújuló energiát használunk hozzá az ilyen energiaforrások túltermelési (a fogyasztási igényt meghaladó) időszakaiban.

Jó hangulat

Tardy Gábor a baktériumokból előállítható energia egy másik területéről is szólt: a mikrobiális üzemanyagcellákról. Ez a technológia azon alapul, hogy az exoelektrogén baktériumok természetes környezetükben fém-oxidokat (rozsdát) lélegeznek. A két elektródterű vagy légkatódos cellákkal kis teljesítményigényű fogyasztók (például meteorológiai bóják vagy kisebb robotok) elektromos ellátása oldható meg.

A baktériumok ugyanakkor használhatók a szennyvíztisztításban, hulladékkezelésben és akár bioszenzorokként is.

A piacon egyelőre azért nem hemzsegnek az ilyen megoldások, mert a méretnövelés nehézkes, a nemesfém katalizátorok pedig drágák. Fontos fejlesztési irány az utóbbiak helyettesíthetősége, vannak már a platinával versenyképes modellek. Az áttöréshez azonban további kutatások szükségesek – mondta Tardy Gábor. 

Höfler Lajos, a Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék docense az energiatárolás jövőjéről beszélt. Azzal kezdte, hogy az utóbbi évtizedekben szédületes volt a fejlődés az energiatárolásban, hasonlóan a számítási kapacitás exponenciális növekedéséhez. Az akkumulátoroknál a lítiumionos típusokhoz kapcsolódik a nagy ugrás, mivel a lítium a legkönnyebb fém, és a legkisebb a redukciós potenciálja.

Höfler Lajos

A réteges szerkezetű elektródokkal a biztonságot is sikerült elérni és az ilyen akkumulátorok ára nagyjából a tizedére csökkent az utóbbi években (ezzel párhuzamosan a megújuló energiák élettartamra vonatkoztatott fajlagos energiaköltsége 2019 környékén a fosszilis energiahordozóké alá esett). Az akkukkal kapcsolatban ugyanakkor megmaradt az a probléma, hogy nehéz megbecsülni a hátra lévő élettartamukat, ami például az elektromos autók használtpiacán nagyon fontos kérdés.

Prezentáció

A BME Elektrokémiai Kutatócsoportja 2013 óta együttműködik a Volkswagennel az élettartambecslés terén. Numerikus szimulációval, gépi tanulással, nem invazív – elektrokémiai és termokémiai – vizsgálati módszerekkel kísérleteznek, például olyan hőáramszenzorokkal, amelyek egy ezred foknyi hőmérséklet-változást is érzékelnek – számolt be Höfler Lajos.

Remote video URL

gp