Dette melder Göteborgs universitet.

Mikromotorer har vist seg å være et lovende verktøy for miljørensningsformål, takket være deres evne til autonom navigasjon og utførelse av spesifikke oppgaver i mikroskala. Mikromotoren består av et rør laget av silisium og mangandioksid, der kjemiske reaksjoner får røret til å skille ut bobler i den ene enden. Disse boblene fungerer som en motor og setter røret i bevegelse.

Forskere fra Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ) har konstruert en mikromotor som er belagt med en kjemisk forbindelse, som gjør at urea i forurenset vann blir omdannet til ammoniakk når det kommer i kontakt med motoren.

Kilde til grønn energi

– Dette er en interessant oppdagelse. I dag har vannrenseanlegg vanskeligheter med å bryte ned all urea, noe som fører til overgjødsling når vannet slippes ut. Dette er særlig alvorlig i storbyområder, sier Rebeca Ferrer, doktorgradsstudent i Katherine Villas forskningsgruppe ved ICIQ.

Det er ytterligere fordeler med å omdanne urea til ammoniakk. Hvis man klarer å utvinne ammoniakk fra vannet, har man også en kilde til grønn energi, da ammoniakk kan omdannes til hydrogen.

Det gjenstår mye utviklingsarbeid, og boblene fra mikromotorene utgjør et problem for forskerne.

– Vi må optimalisere designen for at rørene skal rense vannet på best mulig måte, og da må vi observere hvordan de beveger seg og hvor lenge de fungerer. Men det er vanskelig å se i mikroskopet fordi boblene hindrer synet, sier Ferrer.

Mye utvikling gjenstår

Takket være en AI-metode utviklet av forskere ved Göteborgs universitet, kan forskerne følge mikromotorenes bevegelser i mikroskopet. Gjennom maskinlæring kan flere motorer overvåkes samtidig i væsken.

– Hvis vi ikke kan følge mikromotoren, kan vi heller ikke utvikle den. Vår AI-metode fungerer bra i laboratoriemiljøet, og det er der utviklingen skjer akkurat nå, sier Harshith Bachimanchi, doktorgradsstudent ved Institutt for fysikk ved Göteborgs universitet.

Forskerne har vanskelig for å anslå hvor lang tid det vil ta før byenes vannrenseanlegg også blir energiprodusenter. Det gjenstår mye utviklingsarbeid, også med AI-metoden som må tilpasses for å fungere i storskala forsøk.

– Målet er å optimalisere motoren til perfeksjon, sier Harshith Bachimanchi.