باحثون يستخلصون الكهرباء من ميكروبات تعيش داخل التربة

باحثون يستخلصون الكهرباء من ميكروبات تعيش داخل التربة

زاد الاردن الاخباري -

كشف باحثون بجامعة نورث وسترن في شيكاغو، عن تكنولوجيا خلايا وقود ثورية قادرة على استخلاص الكهرباء من التربة.

ويبشر هذا التقدم بإمكانية توفير إمدادات غير محدودة من الكهرباء، مما يوفر بديلاً مستدامًا لمصادر الطاقة التقليدية مع التخفيف من الآثار الضارة المرتبطة بها.

وأوضح الباحثون، في دراسة حديثة نشرها موقع "the cool down"، إنجازهم في تسخير الكهرباء من الميكروبات التي تعيش داخل التربة.

وتعمل هذه الكائنات الحية الدقيقة، التي تشتمل على البكتيريا أو الفطريات، بمثابة المكون الأساسي الذي يزود خلايا الوقود المصممة حديثًا بالطاقة.

ويبشر هذا الابتكار بالقضاء على الآثار الضارة والنفايات المتأصلة في مصادر الوقود التقليدية.

وعلى النقيض من البطاريات التقليدية المشهورة بإطلاق السموم في البيئة، والمساهمة في فيضان مدافن النفايات، وتشكيل مخاطر الحرائق، فإن خلايا الوقود الميكروبية المطورة حديثًا تمثل نقلة نوعية.

وقد أثبتت هذه الوحدات المدمجة، التي لا يتجاوز حجمها حجم كتاب ورقي، إمكانية توليد الكهرباء بشكل دائم. ويمكن لهذه التكنولوجيا أن تجد تطبيقًا في تشغيل أجهزة الاستشعار للمراقبة الزراعية وتسهيل تشغيل الأجهزة عن بعد ضمن شبكة إنترنت الأشياء (IoT)، التي تشمل عددًا لا يحصى من الأجهزة الذكية المترابطة.

وعلى عكس البطاريات التقليدية التي تعتمد على التفاعلات الكيميائية، تستفيد خلايا الوقود الميكروبية من تدفق الإلكترونات الطبيعي الذي تولده الكائنات الحية الدقيقة، وإن كان ذلك يعوقه اعتمادها على الأكسجين والماء ومحدودية إنتاج الطاقة.

وأوضح بيل ين، خريج جامعة نورث وسترن، الذي قاد البحث، التحديات التي تواجه تسخير مصادر الطاقة هذه، وخاصة في البيئات القاحلة.

ومن خلال التجارب الدقيقة، أثبت فريق البحث فعالية خلايا الوقود الميكروبية المشتقة من التربة في تشغيل أجهزة الاستشعار الحيوية للزراعة، مما أظهر المرونة في الظروف الرطبة والجافة.

ومن اللافت للنظر أن خلايا الوقود هذه تفوقت على التكنولوجيا التقليدية بنسبة 120%، وفقًا لما ذكرته الجامعة.

وأكد جورج ويلز، الأستاذ المشارك في جامعة نورث وسترن، على الوجود الواسع النطاق لهذه الكائنات الحية الدقيقة في التربة.

وشدد على إمكانية تسخير كميات ضئيلة من الطاقة لتشغيل التطبيقات منخفضة الطاقة.

وفي حين تهيمن بطاريات الليثيوم على العديد من الصناعات، وتدر أرباحا كبيرة سنويا، فإن خسائرها البيئية لا يمكن إنكارها؛ مما يدفع إلى البحث عن بدائل مستدامة.

كما أوضح ين، فإن تصور مستقبل مليء بأجهزة إنترنت الأشياء يستلزم حلول طاقة صديقة للبيئة خالية من المواد الخطرة.

ويتوقف طول عمر خلايا الوقود الميكروبية على التوافر الدائم للكربون العضوي في التربة؛ مما يوفر خزانًا للطاقة المتجددة مع إمكانات دائمة.

وعلى الرغم من الخطوات الواعدة التي تم تحقيقها في البحث عن بدائل لبطاريات الليثيوم، لا تزال هناك عقبات كبيرة أمام زيادة إنتاج وتوزيع الطاقة المشتقة من التربة.

ومع ذلك، فإن هذا الابتكار يظل بمثابة منارة أمل في التحول نحو نماذج الطاقة المستدامة.

فمن إعادة تدوير بطاريات الليثيوم إلى تسخير الطاقة من مصادر غير تقليدية مثل قشور الفاكهة وشعر البقر، يشير مسار ابتكار الطاقة نحو مستقبل تصبح فيه الأوساخ، بدلاً من كونها منتجًا للنفايات، حجر الزاوية في توليد الطاقة المستدامة.

---