الأرز وتسخير الطاقة الميكروبية

الأرز وتسخير الطاقة الميكروبية
هل يمكن للكائنات الدقيقة توفير طاقة كبيرة؟

هل يمكننا تحويل العديد من مصادر الطاقة الكامنة في عالم الطبيعة والتي تتدفق عبر بيئتنا اليومية إلى طاقة يمكننا استخدامها في حياتنا اليومية. وفي الحقول التي تنتج المحاصيل الأساسية في اليابان مثل الأرز وقد بدأ العمل على حصاد هذه الطاقة بالفعل.



قوة الأرز والميكروبات
اثناء عملية التمثيل الضوئي لنباتات الأرز، تقوم بعملية اطلاق جزء من المواد العضوية التي ينتجها عن طريق جذوره الى التربة والمياه. و حقول الأرز مليئة بمثل هذه المواد العضوية التي تغذي مجموعة واسعة من الكائنات الحية الدقيقة التي أنها تقوم باستهلاك الغذاء فينتج عن عملية الهضم تلك الطاقة. جعلت تلك الحقائق تقود بعض الباحثين لاستكشاف سبل استخدام حقول الأرز لإنتاج الطاقة الكهربائية.
يقوم السيد واتانابي كازويا وفريق بحثه في جامعة طوكيو للصيدلة وعلوم الحياة بالعديد من الأبحاث الرائدة في مجال إنتاج الطاقة باستخدام ميكروبات الأرز. خلال التجارب التي يقومون بها قام العلماء بوضع الأقطاب السالبة في التربة من حقول الأرز والأقطاب موجبة الشحنة في المياه، وقاموا بتوليد الطاقة المنبعثة من الميكروبات الموجودة في التربة. أظهرت إحدى التجارب الأخيرة أن كل متر مربع من الأرز يمكن أن ينتج عشرات الملي واط من الطاقة الكهربائية -كمية صغيرة للغاية- ولكنها كافية على كل حال لتشغيل ساعة أو مصباح.
ويلاحظ أستاذ واتانابي أن نشاط الأرز يؤثر على كمية الطاقة المولدة. وخلال النهار، وخصوصاً في أيام الصيف الحارة المتوالية تزيد كمية الطاقة المولدة وذلك بسبب الكثير من أشعة الشمس حيث يصبح التمثيل الضوئي أكثر نشاطاً.


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
الباحثون يقومون بإجراء التجارب في حقول حديقة بمحافظة تشيبا، يتم حصاد الأرز في فصل الخريف، لذلك فالاختبارات ليس لها أي تأثير على المحصول .



خلايا الوقود تستخدم عادة من ردود فعل الهيدروجين والأكسجين لإنتاج الطاقة، ولكن فريق واتانابي يحاول التقاط الطاقة المنتجة عندما تقوم الميكروبات باستهلاك المواد العضوية . أثناء إعداد التجربة، لكي تنمو الميكروبات وتستخدم كخلايا للوقود يتطلب تغذية مستمرة من قبل موظفي المختبر، ومن هنا جاءت فكرة استخدام حقل الأرز بأسره كخلية وقود كبيرة كما يقول واتانابي.
في حقول الأرز يتم إنتاج المواد العضوية الخاصة بها من خلال عملية التمثيل الضوئي، ومن ثم تقوم الميكروبات بتحويل المادة إلى طاقة. تلك العلاقة التكافلية بين الكائنات الحية في حقول الأرز تنتج الطاقة. وفي حين أن تكنولوجيا التقاط الطاقة ليست مجدية تجارياً بعد، يقوم واتانابي وفريق العمل الخاص به بالعمل لزيادة الكفاءة والقدرة للطاقة المنتجة واستمرار الأبحاث عن الميكروبات المنتجة للطاقة. والهدف هو إنتاج خلايا وقود تستخدم الميكروبات بإنتاجية عالية القدرة.


نفس شكل الحياة بنصف الطاقة
خلية وقود تجريبية لمياه الصرف الصحي.

يقول الأستاذ واتانابي أن مجتمع المستقبل يجب أن يستفيد من النظم البيولوجية.
أيضا لدى الأستاذ اتانابي آمالا كبيرة لتحويل الميكروبات الموجودة في مياه الصرف الصحي الى خلايا وقود.
حيث أنه باستخدام المواد العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي لإنتاج الطاقة يمكننا من التخلص من تلك المواد. إن إمكانية تصفية مياه الصرف الصحي وإنتاج الطاقة في نفس الوقت هو أمر له جاذبية خاصة.
اعتمدت البشرية حتى الأن بشكل أساسي على مصادر الطاقة غير المتجددة التي يجب استخراجها من الأرض، مثل النفط. ولكن في المستقبل يجب علينا التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة بشكل طبيعي. وللقيام بذلك يوجد ضرورة لوجود تكنولوجيا تجمع الموارد من الطبيعة وتحولها إلى طاقة وثم تسمح بإعادة الاستخدام والتجديد.
ان استخدام مصادر الطاقة الطبيعية لا يعني بالضرورة أننا بحاجة إلى العيش بشكل مقتصد أكثر، على الرغم من ذلك أنه إذا تم تطوير تكنولوجيا أكثر كفاءة في استخدام الطاقة يمكن أن نستمر في العيش حياة مريحة باستخدام نصف الطاقة التي نقوم نستهلكها الأن. وهذا سيتيح لنا أيضا بناء مجتمع لا يعتمد على الموارد مثل النفط.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
خلية وقود تجريبية لمياه الصرف الصحي.