Биоэлектрохимические системы (БЭС) для устойчивого производства энергии и извлечения продуктов из органических отходов и промышленных сточных вод

Биоэлектрохимические системы (БЭС) представляют собой уникальные системы, способные преобразовывать химическую энергию органических отходов, включая малоконцентрированные сточные воды и лигноцеллюлозную биомассу, в электричество либо водород и химические продукты соответственно в микробных топливных элементах (МТЭ) или микробных электролизных ячейках (МЭЯ), а также в другие продукты, образующиеся на катоде в результате электрохимического восстановления. По сравнению с обычными топливными элементами БЭС функционируют в относительно мягких условиях, используют широкий спектр органических субстратов и в большинстве случаев не требуют применения дорогостоящих благородных металлов в качестве катализаторов. Недавно обнаруженная возможность использования БЭС для синтеза продуктов посредством микробного электросинтеза значительно расширила перспективы этих систем. Новые концепции применения, разработка альтернативных материалов для электродов, разделителей и катализаторов, а также инновационные конструкции сделали БЭС весьма перспективными технологиями. В статье рассматриваются последние достижения в области БЭС, особое внимание уделено их разнообразным применениям за пределами производства электроэнергии, достигнутым показателям эффективности и существующим ограничениям.