تولید برق از فاضلاب/ باتری که با میکروب کار می کند
دانشمندان امریکایی شیوه نوینی برای تولید برق از فاضلاب ارائه کرده اند.
مهر، دانش پژوهان دانشگاه استنفورد، باتری ساخته اند که با میکروب کار می کند؛ میکروب هایی که ضمن هضم مواد آلی، برق تولید می کنند.
این دانشمندان مدعی اند باتری میکروبی می تواند بخشی از برق مصرفی تصفیه آب را جبران کند.
در حال حاضر سه درصد از برق کشورهای در حال توسعه صرف تصفیه آب فاضلاب می شود.
محققان امیدوارند این باتری های میکروبی همچنین در تجزیه آلودگی های آلی در دریاچه ها و آبهای ساحلی که ورود کودها به آنها حیات دریایی را از بین می برد، مفید واقع شود.
در حال حاضر، نمونه اولیه باتری دانشگاه استنفورد به اندازه یک باتری کوچک است و مانند یک آزمایش شیمی به نظر می رسد: با دو الکترود مثبت و منفی که در یک بطری آب فاضلاب قرار دارند.
دانشمندان از سالها پیش از وجود میکروبی موسوم به اکزوالکتروژنیک مطلع بودند- اورگانیسمی که در محیط های عاری از هوا زندگی می کند و توانایی واکنش نشان دادن با کانی های اکسیده را دارد.
تا کنون چندین گروه تحقیقات سعی کرده است از این میکروب ها به عنوان زیست ژنراتور استفاده کند اما تمامی این تلاش ها ناکام مانده است.
اما محققان استنفورد توانسته اند با یک طراحی کارآمد و ساده این باکتری های را به کار گیرند.
در الکترود منفی این باتری کلونی هایی از میکروب های متصل به رشته های کربنی که به عنوان رساناهای الکتریکی کارآمد کار می کنند، قرار داده شد.
محققان با استفاده از اسکن میکروسکوپ الکترونی دریافتند این میکروب ها، برای تخلیه الکترون های اضافی خود نانوسیم هایی را شکل داده اند.
در مقام مقایسه باید گفت: اگر 100 عدد از این میکروب ها کنار هم قرار گیرند ضخامت آن به اندازه یک تار موی انسان می شود.
همانطور که این میکروب ها ماده آلی را تجزیه و آن را به سوخت زیستی تبدیل می کنند الکترون های اضافی آنها به رشته های کربنی جریان یافته و به سوی قطب مثبت که از اکسید نقره ساخته شده و الکترون ها را جذب می کند می رود.
این الکترون ها جریان یافته به قطب مثبت به تدریج اکسید نقره را به نقره کاهش داده و در این فرایند الکترون یدکی ذخیره می شود.
دکتر زینگ زی می گوید پس از یک روز الکترود مثبت کل بار الکترون را جذب کرد و خودش عمدتا به نقره تبدیل شد.
در این مرحله قطب مثبت از باتری جدا، دوباره به اکسید نقره اکسیده شد و الکترون های ذخیره شده را آزاد کرد.
مهندسان استنفورد تخمین می زنند که باتری میکروبی می تواند حدود 30 درصد از انرژی بالقوه قرار گرفته در فاضلاب را بیرون بکشد. این شیوه دقیقا به اندازه سلول های خورشیدی در تولید برق اثربخش و موثر است.
نتایج سیستم دانش پژوهان دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا در نشریه مجموعه مقالات آکادمی علوم آمریکا منتشر شده است.
