بسم الله الرحمن الرحيم
مفاعل غشاء حيوي كهربي لخلايا الوقود الميكروبية
زمن القراءة: 4 دقائق
يقول الله سبحانه وتعالى: “وَأَمَّا مَا يَنفَعُ النَّاسَ فَيَمْكُثُ فِي الْأَرْضِ..” سورة الرعد17، فالله سبحانه وتعالى جعل لنا موارد الأرض والسماء مسخرة لكي ننتفع منها، وإذا أردنا معرفة المزيد عن هذه المنافع وتحقيق استفادة فعلية لحياتنا بطريقة ترضي الله سبحانه وتعالى، علينا أن نجتهد ونبحث، وأن نعرف الحقوق المتبادلة لكل مورد من هذه الموارد بما فيها أنفسنا.. سواء حقوق أو واجبات.
يمكننا أن نصنف هذه المنافع التي جعلها الله جل وعلا لنا لكي نتمكن من استخدامها الصحيح، فعملية حصر الأشياء تساعدنا على فهمها أفضل ومن ثم التعامل معها، فهناك منافع نباتية، ومنافع حيوانية، ومنافع أرضية، ومنافع جوية، ومنافع مائية، ومنافع بشرية واجتماعية، ومنافع اقتصادية، ومنافع سياسية وعسكرية، ومنافع معرفية … كثير من المنافع والنعم التي يمكننا أن نراها حولنا لندرك أن ما ينفع الناس هو الذي يمكث في الأرض.. عن يقين بقول الله سبحانه وتعالى.. كل ما ينفع الناس من بشر وحجر وماء وهواء وكائنات شاسعة هي خلق الله عز وجل!.
في بحث أجراه تيسفالم أتنافو، وسيوم ليتا في دورية بحوث الأنظمة البيئية، توصل العلماء (بفضل الله تعالى ومنته) إلى أن تكنولوجيا خلايا الوقود القائمة على الميكروبات تعتبر مصدر واعد للطاقة المستدامة كونها تتيح ركيزة متجددة ووفيرة.
وتتركز فكرة خلايا الوقود الميكروبية في أنه يمكن إنتاج الكهرباء من استخدام الميكروبات. حيث يوجد في خلية الوقود الميكروبية حجرتين أحدهما قطب موجب والأخرى قطب سالب يفصل بينهما غشاء، ويوضع على القطب الموجب غشاء حيوي من ميكروبات معينة (وفقا لويكيبيديا).
وعن طريق تغذي الميكروبات على المغذيات ذات المحتوى الكيميائي الموجودة بالوسط السائل الذي تعيش فيه، تنتج إلكترونات وبروتونات. ومع تدفق الإلكترونات من المصعد (الموجب) إلى المهبط (السالب) تنتج الكهرباء في دائرة خارجية، وبذلك تتحول فيها الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية.
في هذه الدراسة تم ابتكار وعاء ميكروبي بجاكيت من قطب كهربائي يدعم نمو الغشاء الفيلمي الحيوي (الميكروبي) للقطب الموجب (المصعد) في خلايا الوقود الميكروبية. ويهدف مفاعل خلايا الوقود الميكروبي بهذه الطريقة إلى تطوير درجات سُمك متغيرة للغشاء الفيلمي الحيوي، مما يصنع خلية وقود مجزأة تعطي نشاط كهربي متمايز في درجات السُمك المختلفة. وقد أنتج هذا المفاعل الحيوي القائم على الميكروبات جهد كهربي عالي نسبيا.
تعتمد الدراسة على هندسة مساحة السطح التي يمكنها استقبال الإلكترونات لتكون أكبر، إضافة إلى استخدام مواد منخفضة التكلفة.
وبذلك يمكن أن يتم إستعادة الطاقة الموجودة في مياه الصرف أو المتبقيات الزراعية عن طريق تغذي الميكروبات عليها، مما يساهم في تقليل الملوثات والاستفادة منها، إضافة إلى تقليل الطاقة المستخدمة في إنتاج الكهرباء حيث أن درجة حرارة مثل هذه التفاعلات تتراوح بين 15 إلى 45 درجة مئوية، وغالبا ما تكون درجة الحموضة متعادلة، مع تنوع المغذيات الممكنة فيها من الكتلة الحيوية.
اللهم ربنا عَلِّمنا وزدنا علما وارزقنا رزقك الطيب.
كتابة وترجمة: داليا السيد
