تحويل المياه الثقيلة الى طاقة كهربائية باستخدام بطارية حيوية

الملخص

ان انحسار مصادر الطاقة غير المتجددة قادتنا الى اكتشاف تقنيات صديقة للبيئة لانتاج الطاقة. الهدف من هذه الدراسة هو تصميم بطارية بايولوجية (BFC) وهي مفاعلات كيموحيوية يتم تحرير الطاقة المخزونة في المواد العضوية عن طريق عملية الاكسدة بواسطة الاحياء المجهرية, متكونة من قطبين (الكاثود والانود) لتوليد الطاقة الكهربائية من مواد منخفضة التكلفة وغير سامة وفي نفس الوقت معالجة مشكلة مياه الصرف الصحي وتشخيص بعض الاحياء المجهرية في هذه المياه واختيارالاكثر كفاءة في انتاج الطاقة الكهربائية. في هذه التقنية تم انتاج طاقة كهربائية بنجاح من معاملة مياه الصرف الصحي المنزلية بالاعتماد على التفاعلات الحيوية والذي يمثل نهجا" جديدا" في معالجة مياه الصرف الصحي, اذ وجدنا من الممكن توليد الكهرباء بالاعتمادعلى التفاعلات الكيميائية الحيوية من قبل الكائنات المجهرية اذ تراوحت الطاقة المنتجة بين(34 – 0.4)  فولت وتيار كهربائي تراوح بين (0.6-0.89) ملي امبير. نسبة كفاءة ازالة المتطلب الكيميائي للاوكسجين((COD والتي تعرف بانها كمية الأوكسجين المستهلكة كيميائياً  و اللازمة لأكسدة المواد العضوية إلى مواد لاعضوية في شروط محددة من الزمن و درجة الحرارة و بوجود عامل مؤكسد كانت 85 % ونسبة كفاءة ازالة المواد الصلبة المذابة (TDS)  والتي تعرف بانها كمية المواد العضوية واللاعضوية التي يحتويها سائل سواء كانت مواد عالقة (جزيئية أو أيونية) كانت 55. % تم عزل وتشخيص الاحياء المجهرية الاتية:  Saccharomyces cervisia Pseudomonas putida, Lactobacillus bulgaricus, Aspergillus niger,E.coli,وتم استعمال كل عزلة منها بصورة منفصلة في قطب الانود اذ كانت خميرة Saccharomyces cervisia الاكثر كفاءة في انتاج الطاقة الكهربائية من باقي العزلات. اكدت الدراسة قابلية البطارية البايولوجية في معالجة مياه الصرف الصحي وبنجاح وان الكائنات المجهرية الموجودة في مياه الصرف الصحي هي المسؤولة عن توليد الطاقة الكهربائية حيث يتم تحرير ايون موجب من عملية التخمر الحاصلة من قبل تلك الكائنات.