طريقة ثورية لتحويل الفضلات البشرية إلى كهرباء "نظيفة"!
تاريخ النشر: 11th, September 2023 GMT
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".
إقرأ المزيد
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: RT Arabic
كلمات دلالية: كورونا الطاقة الكهربائية بحوث تولید الکهرباء
إقرأ أيضاً:
14 مليون معاملة رقمية لـ «كهرباء دبي» في 2024
دبي: «الخليج»
قطعت هيئة كهرباء ومياه دبي أشواطاً كبيرة في عملية التحول الرقمي وفي رحلتها المتواصلة لتوفير تجربة رقمية متكاملة وآمنة وسلسة توفر جهد المتعاملين ووقتهم، وتعزز سعادتهم وجودة حياتهم.
قال سعيد محمد الطاير، العضو المنتدب الرئيس التنفيذي لهيئة كهرباء ومياه دبي: «برؤية وتوجيهات سيدي صاحب السمو الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم، نائب رئيس الدولة رئيس مجلس الوزراء حاكم دبي، رعاه الله، ومتابعة سمو الشيخ حمدان بن محمد بن راشد آل مكتوم، ولي عهد دبي نائب رئيس مجلس الوزراء وزير الدفاع رئيس المجلس التنفيذي لإمارة دبي، ندعم الجهود الرامية إلى جعل دبي المدينة الرقمية الأولى عالمياً وتعزيز الأداء الحكومي المتميز. ونتبنى أحدث تقنيات وأدوات الذكاء الاصطناعي التوليدي وآخر التقنيات الإحلالية لتقديم خدمات نوعية واستباقية وفق أعلى المعايير العالمية، والارتقاء بالكفاءة والفاعلية التشغيلية وزيادة الإنتاجية».
وأضاف: «أسهم توفير جميع خدماتنا على الموقع الإلكتروني والتطبيق الذكي في تمكين المتعاملين من إنجاز أكثر من 14 مليون معاملة رقمية خلال عام 2024، بزيادة قدرها 12% مقارنة بعام 2023. كما أثمر تطبيق الهيئة سياسة خدمات 360 نتائج ملموسة، حيث بلغت نسبة أتمتة عمليات تقديم الخدمات 100%، ونسبة الخدمات الذاتية التي لا تتطلب حضوراً شخصياً 100%. ووصلت نسبة التبني الرقمي لخدمات الهيئة إلى 99.2%، فيما حققت الهيئة التكامل الرقمي لأكثر من 90 مشروعاً مع 95 جهة حكومية وخاصة».
وأوضح: «تعتبر الهيئة سبّاقة محلياً وعالمياً في تبنيها مفهوم الخدمات الرقمية المتكاملة، وفي مجال إدارة وتحسين تجربة المتعاملين الرقمية، من حيث توفر الخدمات المقدمة وجودتها. وفي عام 2024 بلغ مؤشر السعادة اللحظي الذي تتولى قياسه هيئة دبي الرقمية 98.6%، فيما بلغت نسبة سعادة المتعاملين التي يقيسها برنامج دبي للتميز الحكومي 97.01%. وحصلت الهيئة على نسبة 100% في شهادة المعيار العالمي لتجربة المتعاملين الرقمية (IDCXS:2022) منذ عام 2022 وذلك من التقييم الأول».
تضمنت المعاملات التي أجراها متعاملو الهيئة أكثر من مليوني معاملة عبر الموقع الإلكتروني للهيئة، وما يزيد على 4.8 مليون معاملة عبر تطبيق الهيئة الذكي، إضافة إلى أكثر من 7.2 مليون معاملة عبر القنوات الرقمية الأخرى التي توفرها الهيئة بالتعاون مع شركائها.
مصدر يكشف تفاصيل اقتحام مكتب الملا في العامرية من قبل مسلحين - عاجل