تولید سوخت هیدروژن از فاضلاب های شهری

باتری های باکتری های ارغوانی، پساب را به انرژی پاک تبدیل می کنند.

به گزارش خبرنگار بین الملل «انرژی امروز» باکتری های فتوتروفیک ارغوانی، که انرژی نور خورشید را ذخیره سازی می کنند، در مقابل جریان برق، 100 درصد کربن موجود در هر نوع زائدات آلی را بازیافت کرده و در کنار آن گاز هیدروژن را به عنوان یک سوخت پاک تولید می کنند.

بنابراین آنچه که در توالت ها راهی فاضلاب رو ها می شود، امروز تبدیل به ماده گرانبهایی شده است.

ترکیبات آلی فاضلاب خانگی و صنعتی منبع غنی از انرژی، بیوپلاستیک ها و پروتئین برای تغذیه حیوانات هستند اما روش کارآمدی برای استخراج آنها وجود ندارد و تصفیه خانه ها این مواد را به عنوان زائدات دفع می کنند.

حالا دانشمندان به روشی دوستدار محیط زیست و مقرون به صرفه برای بازیافت این مواد دست یافته اند.

سوخت پاک و باکتری های ارزشمند

به تازگی مقاله ای در مجله Frontiers in Energy Research منتشر شده است که نشان می دهد باکتری های فتوتروفیک ارغوانی قادرند این مشکل را برای استخراج مواد مغذی فاضلاب ها حل کنند و در عین حال سوخت پاک هم تولید کنند.

دکتر دانیل پویول، محقق این مطالعه از دانشگاه کینگ ژوئان کارلوس اسپانیا، می گوید: تصفیه خانه های فاضلاب انتشارات کربن زیادی دارند. اما فرآیند بر پایه نور خورشید که ما استفاده کردیم می تواند از فاضلاب انرژی سبز تولید کند و رد پای کربن آب هم به صفر برسد.

باکتری های فتوتروفیک ارغوانی قادرند انرژی نور خورشید را جذب و و با استفاده از مولکول های آلی و گاز نیتروژن، به جای CO2 وH2، کربن، الکترون و نیترژن فتوسنتز را تولید کنند.

به این معنی که این باکتریها بسیار سریع تر از دیگر باکتریهای فتوتروفیک و جلبک ها رشد می کنند، و قادرند گاز هیدروژن و پروتئین یا یک نوع پلی استر قابل تجزیه در محیط زیست به صورت محصول جنبی متابولسم تولید کنند.

بر اساس این که باکتری در کدام محیط از نظر نور، دما و نوع مواد آلی و مواد مغذی در دسترس، قرار گرفته است نوع محصول تولیدی هم فرق خواهد کرد.

در این تحقیق دانشمندان از یک جریان الکتریسیته استفاده کردند و در نتیجه محصول تولیدی این باکتری ها را هم بهینه سازی کردند.

سیستم بیوالکتروشیمیایی

این مفهوم که به نام «سیستم بیوالکتروشیمیایی» شناخته می شود، به این دلیل کارآمد است که متابولیسم باکتری های ارغوانی وابسته به الکترون هاست. یعنی جریان الکترون برای جذب نور خورشید لازم است در حالی که تبدیل نیتروژن به آمونیوم الکترون ها را آزاد می کند. با بهینه سازی جریان الکترون ها، جریان الکتریکی از طریق الکترودهای مثبت و منفی تولید می شود. یعنی همان کاری که در یک باتری رخ می دهد.

از سویی دانشمندان به این نتیجه رسیدند که ترکیب مواد مغذی باعث کاهش تولید CO2 می شود. جذب این CO2 می تواند برای تصفیه بیوگاز حاصل از زائدات مفید باشد.

از سویی هدف اصلی این تحقیق تولید بیوهیدروژن بوده است. این نوع باکتری ها ترجیح می دهند از الکترون برای تثبیت CO2 و نه تولید H2 استفاده کنند.