الطاقة البكتيرية هي مصدر الطاقة المستقبلية

شعلة غلاه · 28 - 6 - 2010, 01:40 AM

الطاقة البكتيرية هي مصدر الطاقة المستقبلية

عندما يتوقف هاتفك المحمول الذي تعتمد عليه في حياتك الاجتماعية والمهنية ويصبح مجرد قطعة من البلاستيك والسيليكون تدرك ان البطارية قد نفذت. لكن الحل بسيط: خذ ملعقة صغيرة من السكر وافتح هاتفك وضع السكر في البطارية وتصبح على صلة بالعالم مرة اخرى بفضل اختراع البطارية البكتيرية الذي سيصبح حقيقة في المستقبل القريب. ويعكف عالمان على العمل على هذا الاختراع في الولايات المتحدة ويقولان انهما اخترعا اول بطارية بكتيرية فعالة في العالم اثناء عملهما على المشروع الذي تدعمه وزارة الدفاع الاميركية. ويقول العالمان الباحثان في جامعة مساتشوستس الهندي سوديس تشوندري والاميركي ديريك لافلي ان مصدر الطاقة في البطارية هو بكتيريا تعيش تحت الارض تاكل السكر وتحول الطاقة الموجودة فيه الى كهرباء. واجرى الباحثان تجربة على نموذج اولي من تلك البطارية بحيث عملت دون اية مشكلة ودون اعادة شحنها لحوالي 25 يوما وكانت رخيصة التكاليف. وفي مقابلة مع احدي الوكالات قال لافلي ان البكتيريا المستخدمة هي مادة حية فريدة واستعرض عددا من استخداماتها المحتملة. والبكتيريا المستخدمة هي بكتيريا رودوفيراكس فيريدوسينز الموجودة في الرواسب الخالية من الهواء تحت الارض في موقع في اويتسر باي بفرجينيا. وقام العالمان اللذان نشرت ابحاثهما الاحد في مجلة نيتشر بيوتكنولوجي العلمية المتخصصة، باحضار اناء صغير مقسم الى جزئين يفصل بينهما غشاء ويحتويان على قطب كهربائي من الغرافيت. وفي احد جزئي الاناء وضعت بكتيريا رودوفيراكس فيريدوكينز في سائل الغلوكوز. وقامت البكتيريا بتكسير الغلوكوز وتحويله الى ثاني اكسيد الكربون والكترونات (شحنات كهربائية سالبة). وانتقلت الالكترونات الى القطب الكهربائي المجاور وهو القطب الموجب وانتقلت في دائرة خارجية الى القطب السالب ما يعني توليد الطاقة الكهربائية. ولا يعتبر الوقود الميكروبيولوجي شيئا جديدا الا ان توليده واجه مشاكل كبيرة بالاضافة الى انه كان باهظ التكاليف. وقال لافلي ان هذا النوع من الوقود عادة ما يولد حوالي 10 في المئة او اقل مما يجعله بالغ الكلفة بالنسبة للطاقة التي يوفرها. وافضل اداء لتلك الطاقة لم يتعد 50 في المئة. الا ان ذلك لم يتم سوى بفضل مواد كيماوية وسيطة تتسلل عبر غلاف الخلية وتلتقط الالكترونات الحرة وتنقلها الى القطب الموجب. الا ان هذه المواد الكيماوية الوسيطة مكلفة ويجب اعادة توفيرها باستمرار مما يجعلها غير ملائمة كمصدر بسيط ودائم للطاقة. ولم يولد النموذج الاولي لبطارية لافلي وتشوندري سوى كمية ضئيلة من التيار الكهربائي تكفي لتشغيل آلة حاسبة او اضواء شجرة عيد الميلاد. ولكنها تعتبر حدثا كبيرا اذ انها دليل على امكانية تطبيق المفهوم. وتبلغ فاعلية الطاقة في البطارية 83 في المئة مما يشير الى انه اذا تم التغلب على العوائق الهندسية وتم وضع تقنيات للتصنيع فيمكن ان تكون تلك البطارية صغيرة بحجم البطاريات المستخدمة في المنازل. وتعمل هذه البطاريات بالاضافة الى الغلوكوز بسكر الفواكه الفركتوز والسكروز المتوفر في قصب السكر وشمندر السكري، وحتى بمادة الزيلوز وهي مادة سكرية تستخلص من الخشب والقش. وبالاضافة الى ذلك فان هذه البكتيريا قوية وقادرة على النمو في درجات حرارة تتراوح ما بين 4-30 درجة مئوية. ويستخدم الوقود باكمله بحيث لا ينتج عن العملية سوى عنصر ملوث واحد هو ثاني اكسيد الكربون الذي يزيد من الاحتباس الحراري، الا ان لفلي يقول ان تاثير مخلفات هذا الوقود على الاحتباس الحراري يقل كثيرا عن تاثير الوقود الحفري. واضاف على المدى القصير اعتقد ان استخدام هذه البطارية سيكون لاعادة شحن البطاريات التي يمكن استخدامها في الهواتف المحمولة. ويمكن استخدام هذه التكنولوجيا كذلك في الاماكن التي يصعب فيها تشغيل البطاريات او يعتبر ذلك مكلفا، طبقا للافلي الذي يوضح ان وزارة الدفاع الاميركية مهتمة بهذه التكنولوجيا لامداد الميكروفونات تحت المائية واجهزة رصد السفن والغواصات بالطاقة. اما بالنسبة لمن يعيشون في مجتمعات فقيرة او نائية فيمكن تعديل الاقطاب الكهربائية بحيث تستخدم مخلفات الكربوهيدرات من حيوانات المزارع او المجاري لشحن البطاريات لتشغيل الثلاجات والافران.