تحويل البول إلى مصدر للطاقة المستدامة للأجهزة الإلكترونية

طور الباحثون بجامعة باث خلية وقود مصغرة مبتكرة يمكن أن تولد الكهرباء من البول وخلق وسيلة معقولة متجددة وخالية من الكربون لتوليد الكهرباء.

سيوفر هذا الجهاز في المستقبل القريب وسيلة لتوليد الكثير من الكهرباء اللازمة للمناطق النائية وبتكلفة قليلة جدا. كل جهاز سيتكلف في حدود من 1 إلى 2 جنيه استرليني فقط.

 مع تزايد الضغوط العالمية للحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري وما يرتبط به من انبعاث للغازات التي تؤدي للاحتباس الحراري يمكن لخلايا الوقود الميكروبية أن تكون بديلا مثيرا.

خلية الوقود الميكروبية هو جهاز يستخدم العمليات البيولوجية الطبيعية “الكهربائية”  للبكتيريا لتحويل المواد العضوية، مثل البول، إلى كهرباء. خلايا الوقود فعالة ورخيصة نسبيا لتشغيل وانتاج ما يقرب من صفر نفايات مقارنة بالطرق الأخرى لتوليد الكهرباء.

في الممارسة العملية يمر البول من خلال خلايا الوقود الميكروبية ليحدث التفاعل. من هنا، يتم توليد الكهرباء من البكتيريا ومن ثم يمكن تخزينها أو استخدامها لتشغيل الأجهزة الكهربائية مباشرة.

وقد عمل فريق بحث من قسم الهندسة الكيميائية وقسم الكيمياء ومركز التكنولوجيا الكيميائية المستدامة مع جامعة كوين ماري في لندن ومركز الطاقة الحيوية ببريستول لابتكار هذا النوع الجديد من خلايا الوقود الميكروبية التي هي أصغر حجما وأكثر قوة وأقل تكلفة من غيرها من الأجهزة المماثلة.

خلية الوقود الجديدة تبلغ واحد بوصة مربعة في الحجم وتستخدم عاملا حفازا من الكربون عند الكاثود وهو مشتق من الجلوكوز وألبومين البيض (البروتين الموجود في بياض البيض). هذا العامل الحفاز المستمد من الكتلة الحيوية هو بديل متجدد وأرخص بكثير من البلاتين المستخدم عادة في خلايا الوقود الميكروبية الأخرى .

عمل الباحثون على تصميم الخلية لتحقيق أقصى قوة يمكن توليدها. وتمت زيادة انتاج الطاقة عشرة أضعاف عن طريق زيادة أقطاب الخلية من 4مم إلى 8مم، كما تم رص وحدات متعددة معا مما زاد القوة بشكل متناسب.

حاليا، يمكن للخلية الواحدة من خلايا الوقود الميكروبية توليد 2 واط لكل متر مكعب وهو ما يكفي لتشغيل جهاز مثل الهاتف المحمول. وبينما هذه القيمة لا تقارن بالتقنيات الأخرى البديلة مثل الهيدروجين أو خلايا الوقود الشمسي وغيرها من أساليب إنتاج الطاقة الحيوية، لكن الميزة الكبيرة من هذه التكنولوجيا تكمن في تكلفة الإنتاج الرخيصة للغاية واستخدام النفايات كوقود، وهو الوقود الذي لن ينفذ أبدا ولا ينتج الغازات الضارة.

https://www.sciencedaily.com/releases/2016/04/160418095918.htm