استخدام البول كخلية وقود ميكروبية تولد الكهرباء

منوعات

أوغندا تستخدم البول لإنتاج الطاقة الكهربائية

11 تشرين الأول 2023 15:56

على حافة طريق ترابي محاط بالأشجار والجبال الخضراء خارج مدينة كيسورو، في أوغندا، يقع مبنى خرساني يضم مدرسة سمسم للبنات، حيث يمكن للفتيات اللاتي تتراوح أعمارهن بين 11 و 19 عاماً أن يعشن ويتعلمن هناك بأمان، على الأقل لفترة من الوقت، لكن استخدام المرحاض في العديد من المناطق النامية، وخاصة في الليل يشكل خطراً على الأطفال بشكل خاص، وبدون الطاقة الكهربائية اللازمة للإضاءة، قد يسقط الأطفال في الحفر العميقة للمراحيض من ألواح الأرضية المكسورة أو غير المستقرة، كما تتعرض الفتيات في بعض الأحيان للاعتداء من قبل رجال يختبئون في الظلام.

الحصول على الضوء باستخدام البول

أما بالنسبة لفتيات مدرسة سمسم، فإن أضواء LED الساطعة، المتصلة بأدوات صغيرة، طردت تلك المخاوف، لأنهن يستخدمن مراحيض جديدة ونظيفة مضاءة بقوة البول، حتى أن بعض الفتيات استخدمن الضوء الذي توفره المراحيض للدراسة.

استخدام البول كمصدر للطاقة الكهربائية

سواء كان البول حيوانياً أو بشرياً، فهو بالنهاية مجرد فضلات، ولذلك فهو مورد رخيص ووفير، وفي كل يوم في جميع أنحاء العالم، ينتج 8.1 مليار إنسان 4 مليارات غالون من البول، كما أن الأبقار والماشية والغزلان والفيلة وغيرها من الحيوانات تضيف المزيد، ومن خلال إنفاق الأموال للتخلص منه، فإننا نهدر مورداً متجدداً يمكنه أن يخدم أكثر من غرض، حيث يمكن استخدام الكائنات الحية الدقيقة التي تتغذى على العناصر الغذائية الموجودة في البول في خلية وقود ميكروبية تولد الكهرباء، أو "طاقة التبول"، كما تسميها فتيات سمسم.

الموارد التي توفرها مكونات البول البشري

بالإضافة إلى ذلك، يحتوي البول على الماء والفوسفور والبوتاسيوم والنيتروجين، وهي المكونات الرئيسية التي تحتاجها النباتات للنمو والبقاء على قيد الحياة، حيث يمكن للبول البشري أن يحل محل حوالي 25% من الأسمدة النيتروجينية والفوسفورية الحالية في جميع أنحاء العالم ويمكن أن يوفر المياه للحدائق والمحاصيل، ويقوم المواطن العادي بغسل وعاء المرحاض الذي يحتوي فقط على البول والورق حوالي ست إلى سبع مرات في اليوم، مما يضيف ما يصل إلى حوالي 3500 غالون من الماء سنوياً، بالإضافة إلى أن الأبقار الموجودة في الولايات المتحدة لوحدها تنتج 231 غالون من البول كل عام.

إنتاج الطاقة من الميكروبات الموجودة في البول

تستخدم خلية الوقود التقليدية التفاعلات الكيميائية لإنتاج الطاقة، حيث تنتقل الإلكترونات من قطب كهربائي إلى آخر لتشغيل المصباح الكهربائي أو الهاتف، لكن "إيوانيس إيروبولوس"، أستاذ ورئيس قسم الهندسة البيئية بجامعة ساوثهامبتون في إنكلترا، أدرك أنه يمكن استخدام نفس النوع من التفاعل لصنع وقود من الميكروبات الموجودة في البول.

استخدام البول كخلية وقود ميكروبية تولد الكهرباء

يمكن للبكتيريا أن تستهلك الكربون والمواد المغذية الأخرى في البول وتخرج الإلكترونات نتيجة لعملية الهضم، وفي خلية الوقود الميكروبية، يتم تغطية قطب كهربائي واحد بالميكروبات، ويتم غمره في البول وإبعاده عن الأكسجين، وهناك قطب كهربائي آخر على اتصال مع الأكسجين، وعندما تتغذى الميكروبات على العناصر الغذائية، فإنها تنتج الإلكترونات التي تتدفق عبر الدائرة من إلكترون إلى آخر لتتحد مع الأكسجين على الجانب الآخر، وطالما أن الميكروبات لديها بول جديد لتأكله، تستمر الإلكترونات في التدفق، وبعد انتهاء الميكروبات من التغذية على البول، يمكن استخدام البول كسماد. 

المصدر: موقع Leaps