طور العلماء خلايا وقود تعمل بالتربة ويمكنها توفير كميات لا حصر لها من الكهرباء من الأوساخ، وهي تعتمد على تقنية يعود تاريخها إلى عام 1911.
قام العلماء بتطوير خلية وقود يمكنها توفير كميات لا حصر لها من الطاقة الكهربائية من الأوساخ.
توفر التكنولوجيا التي تعمل بالتربة والتي تحصد الطاقة من الميكروبات بديلاً مستدامًا للبطاريات التقليدية التي تحتوي على مواد كيميائية سامة وقابلة للاشتعال. وهي تعتمد على شكل من أشكال الحصول على الكهرباء تم استخدامه في عام 1911. وقد قام فريق من الباحثين بقيادة جامعة نورث وسترن في الولايات المتحدة بتصنيع خلايا الوقود الجديدة التي يبلغ حجمها تقريبًا حجم كتاب ورقي الغلاف ويقولون إنه يمكن استخدام الكهرباء في الزراعة والبنية التحتية الخضراء.
وفي الاختبار، تمكنت خلايا الوقود من اكتشاف اللمس، وهو أمر مفيد لتتبع الحيوانات وقياس رطوبة التربة. كما تمكنوا من نقل البيانات عبر هوائي صغير باستخدام إشارات الترددات الراديوية. ولم تعمل خلية الوقود في الظروف الرطبة والجافة فحسب، بل تجاوزت قوتها أيضًا التقنيات المماثلة بنسبة 120%.
“هذه الميكروبات موجودة في كل مكان. قال جورج ويلز، من جامعة نورثويسترن، وهو مؤلف بارز في الدراسة: “إنهم يعيشون بالفعل في التربة في كل مكان”. “يمكننا استخدام أنظمة هندسية بسيطة للغاية للحصول على الكهرباء. لن نقوم بتزويد مدن بأكملها بهذه الطاقة. ولكن يمكننا التقاط كميات ضئيلة من الطاقة لتشغيل التطبيقات العملية منخفضة الطاقة.
وقال بيل ين الذي قاد العمل إن ما نحتاجه لمستقبل أكثر اخضرارًا هو العثور على الكثير من المصادر التي توفر كميات صغيرة من الطاقة. وقال في التقرير: “إذا تصورنا مستقبلاً بتريليونات من هذه الأجهزة، فلن نتمكن من بناء كل واحدة منها من الليثيوم والمعادن الثقيلة والسموم التي تشكل خطراً على البيئة”.
“نحن بحاجة إلى إيجاد بدائل يمكنها توفير كميات منخفضة من الطاقة لتشغيل شبكة لا مركزية من الأجهزة. وفي بحثنا عن حلول، بحثنا في خلايا الوقود الميكروبية للتربة، والتي تستخدم ميكروبات خاصة لتكسير التربة واستخدام تلك الكمية المنخفضة من الطاقة. “لتشغيل أجهزة الاستشعار. وطالما كان هناك كربون عضوي في التربة لتحلل الميكروبات، فمن المحتمل أن تستمر خلية الوقود إلى الأبد”.
في عام 1911، تم استخدام خلايا الوقود الميكروبية القائمة على التربة لأول مرة وتشغيلها مثل البطارية ذات الأنود والكاثود والكهارل. تستخدم الخلايا MFCs البكتيريا بدلاً من المواد الكيميائية لتوليد الكهرباء، وهذه البكتيريا تتبرع بشكل طبيعي بالإلكترونات للموصلات. عندما تتدفق الإلكترونات من القطب الموجب إلى الكاثود يتم إنشاء دائرة كهربائية.
ولكن الآن، لكي تعمل خلايا الوقود الميكروبية دون انقطاع، فإنها تحتاج إلى الترطيب والأكسجين، وهو أمر ليس بالأمر السهل إذا تم دفنها تحت التراب. وقال ين: “على الرغم من وجود الخلايا الجذعية المتعددة الأطراف كمفهوم منذ أكثر من قرن من الزمان، إلا أن أدائها غير الموثوق به وطاقة الإنتاج المنخفضة أحبطت الجهود المبذولة للاستفادة منها بشكل عملي، خاصة في ظروف الرطوبة المنخفضة”.