توليد الكهرباء وإنتاج مياه نظيفة من خلايا الوقود

تمكنت طالبة الدكتوراه في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية، جوستين منك ومشرفها الدكتور محمد مصطفى حسين أستاذ مشارك في الهندسة الكهربائية من التوصل لاختراع جديد يتحدث عن خلايا الوقود الحيوية (MFCs) التي تعتبر مصدرا واعدا لطاقة بديلة يمكنها توليد الكهرباء وتنقية المياه في نفس الوقت.
ونشرت مجلة ACS Nano العلمية الشهيرة أخيرا ورقة بحثية تستعرض قيام الطالبة منك والدكتور حسين بإعادة تصميم خلايا الوقود الحيوية التقليدية بحيث تكون أصغر حجما وذات أداء عال مع إمكانية نقلها وتسويقها تجاريا.
وتستخدم خلايا الوقود الحيوية النفايات السائلة مثل مياه الصرف الصحي والسوائل الطبية (مثل الجلوكوز) ومخلفات المصانع، كمصدر «تغذية» للبكتيريا التي تعيش بداخلها والمسؤولة عن توليد الكهرباء، حيث تتحلل هذه البكتيريا في المواد العضوية في هذه النفايات وبالتالي تحول الطاقة الكيميائية إلى طاقه كهربائية.
وقال الدكتور حسين: «جميع التقنيات السبع المعروفة والمستخدمة في تنقية المياه تستهلك كميات هائلة من الطاقة، وأفضل خيار واعد لهذه المشكلة هو استخدام خلايا الوقود الحيوية الدقيقة التي تقوم بتوليد الطاقة بدلا من استهلاكها».
ويزيد «تحتاج التحديات العالمية إلى حلول علمية مثالية»، مشيرا إلى أن البحث الذي أجراه مع طالبة الدكتوراه منك أحرز تقدما كبيرا من خلال استخدام مواد عامة لتصميم خلايا الوقود الحيوية الدقيقة الصديقة للبيئة التي ستلعب دورا كبيرا في مجال وحدات تجميع الطاقة الدقيقة مستقبلا.
من جهتها، تقول منك: «على الرغم من أننا في المراحل الأولى من البحث في هذه التقنية، إلا أننا تمكنا عبر المقارنة بين المواد المختلفة من رؤية مدى فائدة ما نقوم به في التجارب المستقبلية التي ستؤدي في نهاية المطاف إلى تطوير خلايا وقود حيوية دقيقة يمكن تسويقها تجاريا واستخدامها لزيادة كفاءة الأجهزة المهمة في المستقبل».
وأضافت «لم أكن أتوقع أننا سنعمل على بحث نستطيع من خلاله توليد الكهرباء وإنتاج مياه نظيفة في نفس الوقت، بل إن الأعجب من ذلك أن نقوم به بمقياس المايكرو والنانو».