طريقة ثورية لتحويل الفضلات البشرية إلى كهرباء “نظيفة”!
تاريخ النشر: 12th, September 2023 GMT
سويسرا – تمكّن مهندسو إلكترونيات حيوية من إنتاج سلالة من بكتيريا الإشريكية القولونية القاتلة التي يمكنها توليد الكهرباء مع ازدهار الميكروب في مياه الصرف الصحي الخام.
وتعرف الإشريكية القولونية بأنها مجموعة واسعة ومتنوعة من البكتيريا الموجودة في أمعاء الإنسان والحيوان، وكذلك في الطبيعة، حيث تتغذى على المواد العضوية المتحللة.
ومن المتوقع أن يُحدث هذا الاختراق ثورة في جهود الطاقة المستدامة، ويمكن أن يحوّل ما يزيد عن 640 مليار رطل من الفضلات البشرية المنتجة كل عام، إلى منجم ذهب حقيقي لشركات المرافق.
وغالبا ما يتم توليد الكهرباء من تدفق المياه عبر توربينات، كما هو الحال مع السدود الكهرومائية، أو البخار الساخن المتدفق عبر توربينات، كما يحدث مع الطاقة النووية وبعض محطات الفحم والغاز الطبيعي.
لكن هذه الطريقة الجديدة، التي تغمس قطبين كهربائيين في تيار من المياه الملوثة، تستخدم نسخة جديدة ذات طاقة زائدة من النشاط الكهروكيميائي المعتاد لبكتيريا الإشريكية القولونية، لتوليد تيار كهربائي من مياه الصرف الصحي إلى الأسلاك.
وأفاد الباحثون أن بكتيريا الإشريكية القولونية المُعدلة بيولوجيا كانت أفضل بثلاث مرات في توليد تيار كهربائي من البكتيريا التقليدية.
وعلى عكس الطرق السابقة، يمكن لهذه السلالة الجديدة إنتاج الكهرباء من خلال هضم أو استقلاب مجموعة متنوعة من المواد العضوية، وليس فقط البراز البشري.
ويمكن لهذا الابتكار أن يقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التي أدت إلى ارتفاع درجة حرارة المناخ بسبب توليد الكهرباء من حرق النفط والفحم والغاز الطبيعي.
وقالت أرديميس بوغوسيان، أستاذة الهندسة الكيميائية في كلية الفنون التطبيقية الفيدرالية في لوزان (EPFL): “على الرغم من وجود ميكروبات غريبة تنتج الكهرباء بشكل طبيعي، إلا أنها لا تستطيع القيام بذلك إلا في وجود مواد كيميائية محددة”.
واستخدمت بوغوسيان وفريقها عملية تُعرف باسم نقل الإلكترون خارج الخلية (EET) لهندسة البكتيريا بهدف جعلها ميكروبات كهربائية عالية الكفاءة.
وأدى إنشاء مسار EET الكامل هذا داخل الإشريكية القولونية، إلى بكتيريا تنتج التيار الكهربائي بمعدل 3 أضعاف إنتاج الاستراتيجيات التقليدية للبكتيريا الكهربائية الحيوية.
وتحقق ذلك من خلال دمج مكونات من نوع من البكتيريا المشهورة بتوليد الكهرباء، Shewanella oneidensis MR-1، مع بكتيريا الإشريكية القولونية.
وكانت النتيجة ميكروبا بمسار كهربائي يمتد على الأغشية الداخلية والخارجية لكل كائن حي وحيد الخلية، ما يؤدي إلى توسيع إنتاجه الكهربائي.
وأثبتت سلالة الإشريكية القولونية الجديدة قدرتها على إنتاج الكهرباء مع استقلاب مجموعة متنوعة من الركائز العضوية.
وتقول بوغوسيان: “لم تكن الميكروبات الكهربائية الغريبة قادرة حتى على البقاء على قيد الحياة، في حين كانت البكتيريا الكهربائية المهندسة بيولوجيا قادرة على الازدهار بشكل كبير عن طريق تغذية الفضلات”.
وقال فريق EPFL إن الآثار المترتبة على دراستهم تمتد إلى ما هو أبعد من معالجة النفايات. كما يعتقدون أن البكتيريا القولونية المهندسة يمكن أن تساعد في تشغيل خلايا الوقود الميكروبية وتشغيل أجهزة الاستشعار الحيوية الخاصة.
نشرت نتائج البحث في مجلة Joule العلمية الخاضعة لمراجعة النظراء.
المصدر: ديلي ميل
المصدر: صحيفة المرصد الليبية
كلمات دلالية: تولید الکهرباء
إقرأ أيضاً:
المؤتمر: توجيهات الرئيس لتحويل مصر لمركز لوجستي عالمي تعزز مكانتها الاقتصادية
أكد القبطان وليد جودة، الأمين المساعد لحزب المؤتمر بمحافظة القاهرة، أن توجيهات الرئيس عبد الفتاح السيسي للحكومة بمواصلة العمل على تنفيذ المحاور اللوجستية التنموية، تمثل نقلة نوعية في استراتيجية الدولة لتحويل مصر إلى مركز إقليمي وعالمي للتجارة واللوجستيات، بما يتسق مع رؤية الجمهورية الجديدة في تعزيز البنية التحتية وجذب الاستثمارات.
وأشار جودة في تصريحات له اليوم، إلى أن ربط مناطق الإنتاج بالموانئ البحرية الجاري تطويرها، ضمن شبكة نقل حديثة تشمل الطرق والمحاور والسكك الحديدية، يعكس رؤية متكاملة تسعى الدولة من خلالها إلى رفع كفاءة الخدمات اللوجستية وزيادة تنافسية الاقتصاد المصري على خريطة التجارة العالمية.
وأوضح أن المشروعات الحيوية الجاري تنفيذها في قطاع النقل، وعلى رأسها خطوط السكك الحديدية الجديدة في شمال سيناء مثل خط العريش – طابا، واستكمال خط بئر العبد – العريش، تمثل ركيزة أساسية في خلق محاور تنموية جديدة، وربط البحر الأحمر بالبحر المتوسط عبر ممرات آمنة وسريعة، وهو ما سيُسهم في تحفيز التنمية في سيناء وتوفير فرص عمل واستثمارات جديدة في هذه المناطق الواعدة.
وأضاف القبطان وليد جودة أن هذه التوجهات تؤكد أن مصر لا تكتفي بتحديث بنيتها الأساسية، بل تسعى لإعادة رسم خريطة الاستثمار والنقل والتجارة على مستوى الإقليم، لافتًا إلى أن دعم القيادة السياسية لهذه المشروعات الكبرى يعكس إيمانها بأهمية التحول اللوجستي كقاطرة للنمو والتنمية.
من يمنح الإرهابيين تأشيرة عبور؟