جامعة‏ ‏أمريكية‏ ‏تعكف‏ ‏علي‏ ‏تطوير‏ ‏طاقة‏ ‏متجددة‏ ‏من‏ ‏البكتيريا

يعكف‏ ‏باحثون‏ ‏بجامعة‏ ‏كاليفورنيا‏ ‏في‏ ‏مدينة‏ ‏بيركلي‏ ‏علي‏ ‏تقصي‏ ‏مصدر‏ ‏جديد‏ ‏للطاقة‏ ‏المتجددة‏ ‏بتسخيرهم‏ ‏لبكتيريا‏ ‏حية‏ ‏وغير‏ ‏ضارة‏ ‏لتوليد‏ ‏الطاقة‏ ‏الكهربائية‏.‏
وقال‏ ‏توني‏ ‏كينجزبري‏, ‏مدير‏ ‏ما‏ ‏يعرف‏ ‏ببرنامج‏ ‏الحلول‏ ‏والمنتجات‏ ‏المستدامة‏ ‏في‏ ‏الجامعة‏ ‏المذكورة‏, ‏إن‏ ‏مصدر‏ ‏الطاقة‏ ‏المعروف‏ ‏بخلايا‏ ‏الوقود‏ ‏الميكروبي‏ ##‏يمكن‏ ‏أن‏ ‏يستعمل‏ ‏في‏ ‏مناطق‏ ‏نائية‏ ‏غير‏ ‏موصولة‏ ‏بشبكة‏ ‏كهرباء‏ ‏مثل‏ ‏أرياف‏ ‏أفريقيا‏ ‏جنوب‏ ‏الصحراء‏ ‏الكبري‏##.‏
وقال‏ ‏كينجزبري‏ ‏إن‏ ‏فريق‏ ‏الأبحاث‏ ‏يأمل‏  ‏في‏ ‏أن‏ ‏يستخدم‏ ‏خلايا‏ ‏الوقود‏ ‏الميكروبي‏ ‏لمولدات‏ ‏طاقة‏ ‏منزلية‏ ‏خلاقة‏ ‏تبدو‏ ‏كأحواض‏ ‏السمك‏,‏لكنها‏ ‏تملأ‏ ‏بالماء‏ ‏والبكتيريا‏ ‏المجهرية‏ ‏عوضا‏ ‏عن‏ ‏السمك‏. ‏وحينما‏ ‏يجري‏ ‏تغذية‏ ‏البكتيريا‏ ‏في‏ ‏هذه‏  ‏
الأحواض‏ ‏فإن‏ ‏مولد‏ ‏الطاقة‏ ‏الذي‏ ‏يعرف‏ ‏بالمولد‏ ‏الأحيائي‏ ‏او‏biogenerator   ‏يولد‏ ‏طاقة‏ ‏كهربائية‏.‏
وجاء‏ ‏في‏ ‏حديث‏ ‏إريكا‏ ‏بارا‏ ‏وهي‏ ‏باحثة‏ ‏في‏ ‏جامعة‏ ‏كاليفورنيا‏-‏بيركلي‏: ##‏قد‏ ‏يكون‏ ‏بالإمكان‏ ‏توليد‏ ‏ما‏ ‏يكفي‏ ‏من‏ ‏الطاقة‏ ‏الكهربائية‏ ‏لتشغيل‏ ‏معدات‏ ‏طبية‏ ‏معينة‏ ‏مثل‏ ‏هواتف‏ ‏جوالة‏, ‏أو‏ ‏آلات‏ ‏كهربائية‏ ‏منزلية‏ ‏مثل‏ ‏الأفران‏ ‏والبرادات‏, ‏وذلك‏ ‏بواسطة‏ ‏مولد‏ ‏أحيائي‏ ‏منزلي‏ ‏صغير‏ ‏الحجم‏##. ‏أما‏ ‏كينجزبري‏ ‏فأردف‏ ‏قائلا‏ ‏إن‏ ‏مصدر‏ ‏الطاقة‏ ‏الجديد‏ ‏يمكن‏ ‏أن‏ ‏يشعل‏ ‏أضواء‏ ‏للأطفال‏ ‏في‏ ‏المساء‏ ‏حينما‏ ‏يؤدون‏ ‏فروضهم‏ ‏المدرسية‏.‏
إلي‏ ‏ذلك‏ ‏أفادت‏ ‏بارا‏: ##‏في‏ ‏يوم‏ ‏ما‏ ‏إذا‏ ‏استطعنا‏ ‏تصميم‏ ‏خلية‏ ‏وقود‏ ‏ميكروبية‏ ‏ذات‏ ‏جدوي‏ ‏اقتصادية‏ ‏ومن‏ ‏حجم‏ ‏صغير‏ ‏قد‏ ‏يكون‏ ‏بمقدورنا‏ ‏أن‏ ‏نرفع‏ ‏مستوي‏ ‏حياة‏ ‏ملايين‏ ‏الناس‏.## ‏كما‏ ‏قد‏ ‏يمكن‏ ‏تطوير‏ ‏وحدات‏ ‏صغيرة‏ ‏الحجم‏ ‏لمد‏ ‏آلات‏ ‏محمولة‏ ‏بالطاقة‏ ‏والتي‏ ‏تشغل‏ ‏بواسطة‏ ‏البطاريات‏ ‏مثل‏ ‏الهواتف‏ ‏النقالة‏ ‏والراديوات‏ ‏وأجهزة‏ ‏الكومبيوتر‏ ‏المحمولة‏ ‏والمصابيح‏.‏
مصدر‏ ‏الطاقة‏ ‏الضئيلة‏ ‏من‏ ‏البكتيريا
اكتشف‏ ‏العلماء‏ ‏بعض‏ ‏الخصائص‏ ‏المفيدة‏ ‏في‏ ‏سلالات‏ ‏معينة‏ ‏من‏ ‏البكتيريا‏ ‏التي‏ ‏تتواجد‏ ‏بصورة‏ ‏شائعة‏ ‏في‏ ‏البيئات‏ ‏المائية‏.  ‏وقالت‏ ‏بارا‏ ‏عنها‏: ‏حينما‏ ‏تهضم‏ ‏هذه‏ ‏البكتيريا‏ ‏المغذيات‏ ‏فإنها‏ ‏تشرذم‏ ‏جزيئيات‏ ‏الغذاء‏ ‏الي‏ ‏قطع‏ ‏تنبعث‏ ‏منها‏ ‏بروتونات‏ ‏وإلكترونات‏ ‏تولد‏ ‏طاقة‏ ‏كيميائية‏. ‏وتجمع‏ ‏خلايا‏ ‏الوقود‏ ‏الميكروبية‏ ‏بجمع‏ ‏هذه‏ ‏البروتونات‏ ‏والإلكترونات‏ ‏وتحول‏ ‏طاقتها‏ ‏الكيميائية‏ ‏إلي‏ ‏طاقة‏ ‏كهربائية‏ ‏من‏ ‏خلال‏ ‏إعادة‏ ‏مزج‏ ‏هذه‏ ‏الحبيبات‏ ‏بالأوكسجين‏, ‏مما‏ ‏يفرز‏ ‏مقادير‏ ‏من‏ ‏الماء‏ ‏والكهرباء‏.‏
وأضافت‏ ‏بارا‏: ##‏أن‏ ‏مولدا‏ ‏أحيائيا‏ ‏من‏ ‏حجم‏ ‏ليتر‏ ‏واحد‏ ‏يمكن‏ ‏أن‏ ‏يولد‏ ‏كيلووات‏ ‏واحد‏ ‏من‏ ‏الكهرباء‏, ‏كما‏ ‏أن‏ ‏بمقدور‏ ‏مولدات‏ ‏أحيائية‏ ‏ذات‏ ‏سعة‏ ‏أكبر‏  ‏أن‏ ‏تولد‏ ‏كمية‏ ‏أكبر‏ ‏من‏ ‏طاقة‏ ‏الكهرباء‏.##‏
وخلايا‏ ‏الوقود‏ ‏هذه‏ ‏تنبعث‏ ‏منها‏ ‏طاقة‏ ‏كهرباء‏ ‏شبيهة‏ ‏بطاقة‏ ‏البطاريات‏ ‏إلا‏ ‏أن‏ ‏خلايا‏ ‏الوقود‏ ‏لا‏ ‏تخزن‏ ‏طاقة‏ ‏حاليا‏ ‏بل‏ ‏تبث‏ ‏طاقة‏ ‏حينما‏ ‏يجري‏ ‏تغذية‏ ‏البكتيريا‏. ‏وأشارت‏ ‏بارا‏ ‏إلي‏ ‏أنه‏ ‏حينما‏ ‏يحتاج‏ ‏الفرد‏ ‏للطاقة‏ ##‏كل‏ ‏ما‏ ‏سيفعله‏ ‏هو‏ ‏إطعام‏ ‏البكتيريا‏ ‏غذاء‏ ‏مثل‏ ‏السكر‏##.‏
ويعكف‏ ‏الباحثون‏ ‏علي‏ ‏دراسة‏ ‏خلايا‏ ‏وقود‏ ‏ذات‏ ‏بكتيريا‏ ‏بمفردها‏ ‏التي‏ ‏يبلغ‏ ‏عرضها‏ ‏نسبة‏ 100/1 ‏من‏ ‏شعرة‏ ‏الإنسان‏. ‏ويجري‏ ‏تصنيع‏ ‏خلايا‏ ‏الوقود‏ ‏الصغيرة‏ ‏الحجم‏ ‏من‏ ‏خلال‏ ‏استخدام‏ ‏أساليب‏ ‏تصنيع‏ ‏شبه‏ ‏الموصلات‏ ‏وهي‏ ‏شبيهة‏ ‏بتلك‏ ‏التي‏ ‏تستخدم‏ ‏في‏ ‏صنع‏ ‏رقائق‏ ‏الحواسيب‏.  ‏ويعتزم‏ ‏الباحثون‏ ‏طرح‏ ‏مولدات‏ ‏أحيائية‏ ‏أكبر‏ ‏حجما‏ ‏في‏ ‏المستقبل‏.‏
وتولد‏ ‏خلايا‏ ‏الوقود‏ ‏الميكروبية‏ ‏الكهرباء‏ ‏في‏ ‏تيار‏ ‏متواصل‏ ‏وهي‏ ‏نفس‏ ‏الطاقة‏ ‏التي‏ ‏تولدها‏ ‏البطاريات‏. ‏ومن‏ ‏أجل‏ ‏انتاج‏ ‏تيار‏ ‏متردد‏ ‏تعتمد‏ ‏عليه‏ ‏غالبية‏ ‏الآلات‏ ‏الكهربائية‏ ‏المنزلية‏ ‏يجري‏ ‏استخدام‏ ‏محولات‏ ‏من‏ ‏التيار‏ ‏المتواصل‏ ‏الي‏ ‏التيار‏ ‏المتردد‏.  ‏وبالإضافة‏ ‏الي‏ ‏توليد‏ ‏الكهرباء‏ ‏تنتج‏ ‏المولدات‏ ‏الأحيائية‏ ‏ماء‏ ‏شرب‏ ‏نقية‏ ‏كحصيلة‏ ‏ثانوية‏.‏
توليد‏ ‏المزيد‏ ‏من‏ ‏الطاقة
ومن‏ ‏اجل‏ ‏توليد‏ ‏مصدر‏ ‏طاقة‏ ‏مفيد‏ ‏وزهيد‏ ‏التكلفة‏ ‏يعكف‏ ‏الباحثون‏ ‏علي‏ ‏توليد‏ ‏أكبر‏ ‏قدر‏ ‏ممكن‏ ‏من‏ ‏الطاقة‏ ‏من‏ ‏هذه‏ ‏العملية‏. ‏وتقول‏ ‏بارا‏ ‏في‏ ‏هذا‏ ‏السياق‏: ##‏إننا‏ ‏نتدارس‏ ‏مسألة‏ ‏ما‏  ‏الذي‏ ‏يحفظ‏ ‏البكتيريا‏ ‏في‏ ‏حالة‏ ‏طيبة‏ ‏ومنعشة‏ ‏مثل‏ ‏الظروف‏ ‏البيئية‏ ‏المثلي‏## ‏مضيفة‏ ‏إن‏ ‏البكتيريا‏ ‏في‏ ‏حرارة‏ ‏متوسطة‏ ‏او‏ ‏دافئة‏ ‏تؤدي‏ ‏فعلها‏ ‏المثالي‏.‏
ويبدو‏ ‏أن‏ ‏البكتيريا‏ ‏تولد‏ ‏قدرا‏ ‏أكبر‏ ‏من‏ ‏الطاقة‏ ‏لدي‏ ‏إطعامها‏ ‏خلا‏ ‏وكحولا‏ ‏والتي‏ ‏تنتج‏ ‏عن‏ ‏طريق‏ ‏التخمر‏. ‏وقالت‏ ‏بارا‏ ‏إن‏ ‏فريقها‏ ‏يتدارس‏ ‏طرقا‏ ‏لدمج‏ ‏المولد‏ ‏الأحيائي‏ ‏مع‏ ‏عملية‏ ‏التخمير‏ ‏في‏ ‏نظام‏ ‏ذي‏ ‏مرحلتين‏ ‏بحيث‏ ‏يمكن‏ ‏إضافة‏ ‏فضلات‏ ‏الطعام‏ ‏وتخميرها‏ ‏في‏ ‏نهاية‏ ‏النظام‏,‏ومن‏ ‏ثم‏ ‏ستجمع‏ ‏الطاقة‏ ‏الكهربائية‏ ‏كمحصلة‏ ‏نهائية‏.‏
وفي‏ ‏المستقبل‏ ‏يتدارس‏ ‏فريق‏ ‏الأبحاث‏ ‏موضوع‏ ‏كيف‏ ‏يمكن‏ ‏للمولد‏ ‏الأحيائي‏ ‏أن‏ ‏يخزن‏ ‏طاقة‏ ‏كهربائية‏ ‏محولة‏ ‏لاستخدام‏ ‏لاحق‏.  ‏وقالت‏ ‏بارا‏ ‏عن‏ ‏ذلك‏: ##‏في‏ ‏الوقت‏ ‏الحالي‏ ‏يقدم‏ ‏غذاء‏ ‏للبكتيريا‏ ‏فقط‏ ‏فبل‏ ‏فترة‏ ‏وجيزة‏ ‏من‏ ‏وقت‏ ‏حاجتنا‏ ‏لها‏ ‏لإنتاج‏ ‏الطاقة‏##.‏
ومشروع‏ ‏الطاقة‏ ‏هذا‏ ‏هو‏ ‏جزء‏ ‏من‏ ‏برنامج‏ ‏الحلول‏ ‏والمنتجات‏ ‏المستدامة‏ ‏في‏ ‏جامعة‏ ‏كاليفورنيا‏ ‏وهو‏ ‏مشروع‏ ‏مولته‏ ‏شركة‏ ‏داو‏ ‏للكيميائيات‏ ‏بمبلغ‏ ‏مليوني‏ ‏دولار‏ ‏في‏ .2008  ‏وتنوي‏ ‏الشركة‏ ‏التبرع‏ ‏بأموال‏ ‏إضافية‏ ‏علي‏ ‏مدي‏ ‏السنوات‏ ‏الثلاث‏ ‏القادمة‏.‏
وقال‏ ‏بو‏ ‏ميلر‏ ‏رئيس‏ ‏شركة‏ ‏داو‏: ##‏تقدم‏ ‏داو‏ ‏هذه‏ ‏المبالغ‏ ‏لتأسيس‏ ‏برنامج‏ ‏الحلول‏ ‏والمنتجات‏ ‏المستدامة‏ ‏لغرض‏ ‏تشجيع‏ ‏التقصيات‏ ‏العلمية‏ ‏المتعددة‏ ‏الفروع‏ ‏لتقنيات‏ ‏جديدة‏ ‏ومستدامة‏ ‏تفي‏ ‏بالاحتياجات‏ ‏المجتمعية‏ ‏ويمكن‏ ‏أن‏ ‏تفيد‏ ‏الولايات‏ ‏المتحدة‏ ‏وسواها‏ ‏من‏ ‏بلدان‏, ‏في‏ ‏مجال‏ ‏تطوير‏ ‏مصادر‏ ‏الطاقة‏ ‏البديلة‏ ‏والتكنولوجيات‏ ‏الإبداعية‏ ‏لتنقية‏ ‏المياه‏##.‏
ومن‏ ‏المشاريع‏ ‏الأخري‏ ‏القيام‏ ‏بأبحاث‏ ‏في‏ ‏تركيب‏ ‏وتصنيع‏ ‏وقود‏ ‏أحيائي‏ ‏بديل‏ ‏وأجهزة‏ ‏ضبط‏ ‏زهيدة‏ ‏الثمن‏ ‏وتعتمد‏ ‏علي‏ ‏الطاقة‏ ‏الشمسية‏, ‏وإزالة‏ ‏مادة‏ ‏الزرنيخ‏ ‏السامة‏ ‏من‏ ‏مياه‏ ‏الشفه‏ ‏في‏ ‏بنجلاديش‏ ‏وتصنيع‏ ‏طباخات‏ ‏تستخدم‏ ‏الوقود‏ ‏بكفاءة‏  ‏لبلدان‏ ‏أفريقية‏ ‏والصين‏.‏
يو‏.‏إس‏.‏جورنال