ليس خيالا.. إنتاج الطاقة الخضراء من نفايات الفاكهة وبقايا الطعام

عندما قام باحثون باستخدام بقايا طعام كوقود، بدا الأمر وكأنه خيال علمي مجنون، يستحوذ العلم الآن على هذا الخيال بينما يدرس باحثو  UBC Okanagan في إمكانية استخدام نفايات الفاكهة- الصلبة والعصارة- لتشغيل خلايا الوقود.

في حين أن الطاقة المستخرجة من بقايا الطعام لا تزال باهتة مقارنة بالطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، يعمل الباحثون على تنقية وتحسين إنتاج الطاقة من الأطعمة المهملة، وخاصة نفايات الفاكهة – وهو عنصر متوفر بكثرة في الحزام الزراعي لوادي أوكاناجان.

وفقًا لحكومة كولومبيا البريطانية، تمثل النفايات العضوية 40 % من المواد في مدافن النفايات الإقليمية، على وجه الخصوص، يعد هدر الطعام مشكلة متزايدة في المناطق الحضرية في جميع أنحاء العالم، هذا هو الدافع جزئيًا وراء الدفع لتسخير هذه النفايات وتحويلها إلى طاقة، كما توضح الباحثة في UBCO الدكتورة هيرا ظفار.

تحديًا للاستدامة

تقول الدكتور ظفر: “يعتبر هدر الطعام اليوم تحديًا للاستدامة له آثار بيئية واقتصادية واجتماعية ضارة “، “ترتبط طرق معالجة النفايات الحالية، مثل مدافن النفايات والحرق، بمجموعة واسعة من الآثار البيئية الضارة، بما في ذلك نفايات النفايات الحمضية، وتلوث الهواء، وإنتاج الميثان ، وإطلاق الملوثات الضارة التي تؤدي إلى تدهور البيئة والمخاطر الصحية”.

وتضيف ظفار، التي تجري بحثًا في كلية الهندسة، إن خلايا الوقود الميكروبية تحول نفايات الفاكهة إلى طاقة كهربائية باستخدام مقصورة أنود لاهوائية، في هذه الحجرة، تستخدم الميكروبات اللاهوائية – تلك التي يمكنها البقاء على قيد الحياة بدون أكسجين – المادة العضوية لتحويلها إلى طاقة.

تستهلك الميكروبات النشطة كهربيًا المواد العضوية في حجرة الأنود وتطلق الإلكترونات والبروتونات، تتحد الإلكترونات مع البروتونات والأكسجين عند القطب السالب لإنتاج الماء، وتوليد الكهرباء الحيوية في هذه العملية.

الفاكهة تقدم نتائج مختلفة

تقول ظفار، إن أنواعًا مختلفة من الفاكهة تقدم نتائج مختلفة عند معالجتها من خلال خلية وقود ميكروبية – ويرجع ذلك في الغالب إلى خصائصها البيوكيميائية الفردية، تشرح قائلة: “تتحلل الكربوهيدرات أولاً إلى سكريات قابلة للذوبان وجزيئات أصغر مثل الأسيتات، والتي تستهلكها البكتيريا النشطة كهربيًا لإنتاج الكهرباء في عملية التوليد الكهربائي”.

الباحثة ظفار ومشرفيها د.نيكولاس بيليتو، وديبورا روبرتس، الباحثان في جامعة شمال كولومبيا البريطانية، على زيادة كفاءة التحويل الحيوي للفاكهة التي يأملان أن تؤدي إلى إنتاج جهد أعلى.

البحث جاء نتيجة تعاون بين UBC Okanagan، وجامعة شمال كولومبيا البريطانية، وتم نشره في أحدث إصدار من Bioresource Technology .وجد الباحثون، أن العملية عملت بكفاءة أكبر مع إخراج أفضل عندما تم فصل نفايات الطعام، وطحنها إلى جزيئات صغيرة قبل المعالجة.

غرضًا بيئيًا مزدوجًا

على الرغم من استمرار التحديات في تحويل مخلفات الطعام إلى طاقة حيوية على نطاق تجاري ، تقول ظفار إن هذه الدراسة تعزز الاحتمالات الكبيرة لخلايا الوقود الميكروبية، ويخدم تحويل النفايات إلى طاقة خضراء ومتجددة غرضًا بيئيًا مزدوجً، وتضيف: “خلايا الوقود الميكروبية هي بالفعل في مرحلة نموها ولديها الكثير من الإمكانات”، “في هذه المرحلة، يظل الجهد منخفضًا ، لكني متحمسة للبحث في كيفية تحسين إنتاجهم من الطاقة وتطبيق هذه الممارسات على نطاق تجاري”.

تابعنا على تطبيق نبض