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:
الصين تكشف عن “قنبلة تعتيم” مرعبة قادرة على تعطيل أنظمة الكهرباء بلمح البصر ـ فيديو
#سواليف
كشفت #الصين عن نوع جديد من #قنابل_الغرافيت المتقدمة وهو سلاح غير قاتل ولكنه #شديد_التدمير مصمم لتعطيل #أنظمة_الطاقة الكهربائية وإغراق مناطق واسعة في #الظلام، بلمح البصر.
ونشرت هيئة الإذاعة والتلفزيون الصينية الرسمية فيديو يظهر قدرات هذا السلاح.
الصين تكشف عن "قنبلة تعتيم" مرعبة قادرة على تعطيل أنظمة الكهرباء بلمح البصر pic.twitter.com/0Q8xr8mrrk
مقالات ذات صلة 13 شهيدا باستهداف مستودع توزيع المساعدات في حي الزيتون 2025/06/30 — fadia miqdadai (@fadiamiqdadi) June 30, 2025ويطلق السلاح من منصة أرضية، حاملا 90 ذخيرة صغيرة أسطوانية الشكل، صممت هذه العبوات للارتداد عند اصطدامها بالأرض ثم تنفجر في الهواء، مطلقة سحابة من خيوط الكربون الدقيقة المعالجة كيميائيا.
هذه الخيوط الكربونية، أو ألياف الغرافيت، مصممة خصيصا لتوصيل الكهرباء، وعندما تنتشر عبر محطات الجهد العالي وشبكات الطاقة، فإنها تسبب انقطاع التيار الكهربائي وإلحاق الضرر بالبنية التحتية الكهربائية.
ووفقا للهيئة الإذاعية، يمكن لهذا السلاح تعطيل التيار الكهربائي على مساحة لا تقل عن 10.000 متر مربع (حوالي 2.5 فدان). ورغم عدم الكشف رسميا عن اسم هذا السلاح أو حالته التشغيلية، وصف بأنه “سلاح أو صاروخ غامض محلي الصنع” طوّر تحت إشراف شركة علوم وتكنولوجيا الفضاء الصينية (CASC)، وهي شركة رئيسية تابعة لوزارة الدفاع الصينية.
ويشير الخبراء العسكريون إلى أن “قنبلة الغرافيت الجديدة” التي تنتجها الصين تعكس تحولا أوسع في استراتيجية الحرب الحديثة، واستهداف أنظمة القيادة والسيطرة والاتصالات وأجهزة الكمبيوتر والاستخبارات والمراقبة والاستطلاع بدلا من التركيز فقط على الاشتباكات العسكرية التقليدية.
هذا ولا تزال تفاصيل “قنبلة الغرافيت الصينية الجديدة” غير معروفة بشكل شامل حاليا بما في ذلك اسمها الدقيق وحالتها التشغيلية، كما أن الكشف عن هذا السلاح يشير إلى اهتمام متزايد بالذخائر غير القاتلة التي تعطل البنية التحتية.