وفقا لمهندسين من جامعة ولاية بنسلفانيا، فإن بكتيريا صغيرة قادرة على استخدام تيار كهربائي وتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء مباشرة إلى غاز الميثان لمصدر طاقة محمول.
يدعي المهندسون في جامعة ولاية بنسلفانيا أن بكتيريا صغيرة قادرة على استخدام تيار كهربائي وتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء مباشرة إلى غاز الميثان لمصدر طاقة محمول.
وقال بروس لوغان، أستاذ الهندسة البيئية في جامعة ولاية بنسلفانيا: "نظرنا إلى إنتاج الهيدروجين في الخلايا التحليلية البكتيرية وحصلنا على المزيد والمزيد من الميثان". "قد نفهم الآن السبب."
وتقوم الكائنات الحية الدقيقة الميثانوية بذلك في المستنقعات ومدافن النفايات، لكن العلماء يعتقدون حتى الآن أنها تفعل ذلك عن طريق تحويل الهيدروجين أو المواد العضوية (مثل الأسيتات) إلى غاز الميثان. ومع ذلك، وجد الباحثون أنه أثناء محاولتهم إنتاج الهيدروجين في الخلايا الإلكتروليتية البكتيرية، أنتجت خلاياهم الهيدروجين بكميات أعلى من المعدل المتوقع.
وقال الباحث الرئيسي: "إن وجهة نظر الباحثين حول إنتاج الميثان في الطبيعة، والذي اعتقدنا أنه يحدث من خلال الهيدروجين، قد لا تكون صحيحة تماما". "في الواقع، لم نجد سوى القليل من الهيدروجين في الطور الغازي في الطبيعة. ومن الممكن أن المكان الذي اعتقدنا أنه مصدر الهيدروجين ليس صحيحا".
تتطلب الخلايا الإلكتروليتية البكتيرية جهدًا كهربائيًا أوليًا، يضاف إلى الجهد الذي تنتجه البكتيريا بنفسها باستخدام المواد العضوية والذي يتحول في نهاية العملية إلى هيدروجين.
اكتشف الباحثون أن البكتيريا القديمة (أو العتائق)، باستخدام نفس الكمية من الكهرباء، قادرة على تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى ميثان دون الحاجة إلى إضافة مادة عضوية أو بكتيريا أو هيدروجين - وهي المكونات الموجودة في الخلايا التحليلية البكتيرية النموذجية. .
يوضح الباحث الرئيسي: "لدينا في أيدينا بكتيريا تحافظ على نفسها وقادرة على امتصاص الإلكترونات مباشرة واستخدامها لإنتاج الميثان".
وتحقق فريق الباحثين من أن البكتيريا تنتج غاز الميثان بالفعل. لقد قاموا بإعداد خلية تحليل كهربائي مكونة من جزأين، حيث يوجد أنود مغمور في الماء في قسم واحد وكاثود مغمور في الماء والمغذيات غير العضوية وثاني أكسيد الكربون في القسم الآخر. لقد طبقوا جهدًا كهربائيًا لكنهم لم يتلقوا سوى تيارًا ضعيفًا. وفي الخطوة التالية، قام الباحثون بتغليف الكاثود بغلاف حيوي من البكتيريا القديمة، ولم يتدفق التيار عبر الخلية فحسب، بل أنتج أيضًا غاز الميثان.
يوضح الباحث: "الطريقة الوحيدة لتوليد تيار بالجهد الذي استخدمناه هي فقط إذا استقبلت هذه البكتيريا الإلكترونات مباشرة فيها". ويشير إلى أن التفاعل الكهروكيميائي يحدث دون وجود محفز معدني باهظ الثمن من نوع أو آخر، وبمستويات طاقة أقل بكثير من تلك المطلوبة في طرق إنتاج الميثان غير البيولوجية.
وتتمتع الخلايا بكفاءة ثمانين بالمئة في تحويل الكهرباء إلى ميثان، وبما أنها تستخدم ثاني أكسيد الكربون كمادة خام لها، يتم تجنب استهلاك المواد القائمة على الكربون عندما تأتي الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. يوضح الباحث: "إن العملية لا تزيل الكربون، ولكنها تحول ثاني أكسيد الكربون إلى وقود". "إذا قمت أثناء احتراق الميثان بالتقاط ثاني أكسيد الكربون الذي يتم إطلاقه في العملية، لأن العملية برمتها لا تستهلك الكربون على الإطلاق."
ويقترح الباحث هذه العملية كطريقة فعالة واقتصادية لإنتاج الوقود المحمول من مصادر الطاقة المتجددة بالكامل. يعتبر الميثان أفضل من الهيدروجين كوقود لأن أجزاء كبيرة من البنية التحتية في الولايات المتحدة مناسبة بالفعل لنقل وتوريد الميثان.
ونشرت نتائج البحث في المجلة العلمية للعلوم والتكنولوجيا البيئية.
الخبر من الجامعة
http://live.psu.edu/story/38671
تعليقات 3
إلى 2. ليس اكيد. لإنتاج الميثان، كان على البكتيريا أن تنتجه
التمويل في بداية العملية. على أية حال، فإن المبدأ "بشكل عام" واضح: المنتج
والنهائي هو الميثان.
ومن الواضح أنه حدث خطأ في الفقرة الرابعة التي كانت صياغتها "الكائنات الحية الدقيقة الميثانوية تفعل ذلك في المستنقعات ومدافن النفايات، لكن العلماء يعتقدون حتى الآن أنها تفعل ذلك عن طريق تحويل الهيدروجين أو المواد العضوية (مثل الأسيتات) إلى غاز الميثان". ومع ذلك، وجد الباحثون أنه أثناء محاولتهم إنتاج الهيدروجين في الخلايا الإلكتروليتية البكتيرية، أنتجت خلاياهم الهيدروجين بكميات أعلى من المعدل المتوقع.
كان يجب كتابة الميثان في السطر الأخير وليس الهيدروجين.
لدي مشكلة مع مثل هذه الأخبار. إنه جميل ولكنه بعيد جدًا عن التطبيق العملي. لسبب ما، يجذب مجال الطاقة الدراسات والمنشورات الباطنية.