سپتامبر 22, 2011

آب شیرین + آب شور + باکتری = انرژی تجدید پذیر

Posted in Uncategorized در 1:13 ق.ظ. توسط آهن‌گر

در بین آخرین مقالات نشریه‌های علمی الکترونیک و کاغذی، هم‌آیش‌های علمی و مهندسی و اخبار رسانه‌ها، هر روز مقالات زیادی درباره‌ی آخرین دست‌آوردها و ابتکارات برایِ تولید انرژی پیدا می‌شوند. دغدغه‌ی بشر در تامین نیازِ روزافزونش به سوخت، غذا و از آن‌ها ملموس‌تر فضای زندگی، عطش او را برایِ کشف منابع و روش‌های جدید قابل درک‌ترمی‌کند.

مجله‌ی الکترونیکیِ وایرد ساینس، در مقاله‌ای جدید،  بار دیگر از اختلاف پتانسیل بین دو محلول غلیظ (یون‌دار) و رقیق، به‌عنوان منبعی سالم و پای‌دار برای تولید انرژی نام می‌برد، با این تفاوت که در این فرآیند، از باکتری‌هایِ خاصی استفاده شده و درمقابل از نقشِ عنصر هیدروژن، به‌عنوانِ یون متحرک، چشم‌پوشی شده است.

اساس کارکردِ این فرآیند، هم‌آن واکنش الکتروشیمیایی کلاسیک در سلول الکتروشیمیایی با حضورِ محلول‌های رقیق و غلیظ، در دو سوی غشای نیمه‌تراواست ( که یون‌ها را از خود عبور داده، ولی امکانِ انتقال حلال‌ها را نمی‌دهد). اختلاف پتانسیل ناشی از حرکتِ یون‌ها از محیط غلیظ به رقیق، اگرچه اندک است، اما به‌صورت شبانه‌روزی و بدون محدودیت قابل استفاده است. تنها راهِ افزایش این اختلاف پتانسیل، استفاده از چندین سلول الکتروشیمیایی به‌صورت سری بوده، که به‌خاطرِ هزینه‌ی بالای غشای نیمه‌تراوا، در عمل، این روش را از نظر اقتصادی امکان‌ناپذیر می‌کند.

این جایی است که باکتری‌ها وارد میدان می شوند. هنگامی که یک منبع دل‌خواه از مواد آلی، در اختیار باکتری‌ها قرار گیرد، باکتری‌ها الکترون‌های مورد نیازِ خود را با اکسید کردنِ‌ کربن‌ها و تبدیل انرژی به آت‌پ (ATP)، منبعِ اصلیِ ذخیره‌ی انرژیِ سلول، به‌دست می‌آورند. اما این باکتری‌ها می‌بایست به نحوی از الکترون‌های به‌دست آمده رها شوند. اگر پذیرنده‌ی الکترونِ راحتی در اختیار نباشد، به سراغ سایرِ پذیرنده‌های الکترون می‌روند، حتا اگر خارج از فضای سلول باشد. باکتری‌ها را به یک الکترود آویزان کنید‌، تا الکترون‌شان را به درون آن برانند.

در حالی‌که این‌روش هم به‌تنهایی بازدهی پایینی دارد، دانشمندان با ترکیب هردو روش، با استفاده از 5 سلول الکتروشیمیایی به‌صورتِ سری، که آنودِ سلولِ آخری متصل به باکتری‌است، و با استفاده از استات (Acetate) به‌عنوانِ ماده‌ی آلی، به بازدهی مناسبی، دست‌یافتند. به‌طوری‌که انرژی کلِ ناشی از یونیزه‌شدنِ هیدورژن، به‌حدودِ 35٪ از انرژی ورودی از طریقِ استات رسید.

در مقابل نکته‌ی منفیِ این‌روش، که کاتود‌های پلاتینی نسبتن گران مورد نیاز آن هستند، دانشمندان نشان دادند در صورت استفاده از گونه‌هایِ باکتریاییِ مناسب، می‌توان به‌جای استات، از مواد آلی متنوعی، حتا مانندِ ضایعات کشاورزی و پس‌آب‌های انسانی نیز استفاده نمود.

Microbial Fuel Cell, Producing Electrical Energy

Advertisements

پاسخی بگذارید

در پایین مشخصات خود را پر کنید یا برای ورود روی شمایل‌ها کلیک نمایید:

نشان‌وارهٔ وردپرس.کام

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری WordPress.com خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

تصویر توییتر

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Twitter خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس فیسبوک

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Facebook خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس گوگل+

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Google+ خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

درحال اتصال به %s

%d وب‌نوشت‌نویس این را دوست دارند: