الإفطار والطاقة الكهربائية

تُستخدم النفايات الحيوية في مجالات عديدة، ومن آخر ما توصَّل إليه العلماء هو استخدام بعضها في تخزين الطاقة.

يُستخدم بيضُ الدجاج في جميع أنحاء العالم بكميات كبيرة في صناعات الأغذية والأدوية والصناعات التحويلية. وبعد استخدام البيض؛ تُرمى القشور بوصفها نفايات حيوية في مقالب النفايات. تتكوَّن هذه القشرة من كربونات الكالسيوم (CaCO3) وغشاء ليفي غني بالبروتين.

يستخدم المسحوق الناعم لكل من القشور المكلسة والأغشية الداخلية والخارجية لقشور البيض بعد تجفيفها وسحقها للحصول على مادة موصلة استُخدمت قطبًا كهربائيًّا مقابلًا لقطب كهربائي موجب مصنوع من الليثيوم المعدني ضمن محلول لا مائي. وفي أثناء التجربة تبيَّنت قدرة هذه الخلية على حفظ الطاقة بنسبة 92% في أكثر من 1000 دورة شحن وتفريغ. 

يشبه الأداء الكهروكيميائي الذي حُصِل عليه من هذه الخلية الأداء الكهروكيميائي للأقطاب المصنعة من مادة الكربون المفعّل (AC) التجارية شائعة الاستخدام. 

استخدمت حتى الآن نفايات قشر البيض في عدد من التطبيقات، متضمنة صناعة السيراميك الحيوي، ومستحضرات التجميل والأصبغة. وكذلك استخدم الغشاء الليفي الغني بالبروتين منها فاصلًا في المكثفات الفائقة. ولكن أول مرة في جميع أنحاء العالم تُستخدم هذه القشور قطبًا كهربائيًّا. 

يُقلِّل استخدام قشور البيض بهذه الطريقة من كمية النفايات الحيوية، ولكن لا تزال هناك حاجة لمزيد من البحث والفهم المفصل للسلوك الكهروكيميائي والفيزيائي لهذه المادة لتحسين أدائها وتمكين استخدامها على نطاق واسع. 

وعلى الطرف الآخر من الطبق هناك حبات البندورة؛ فقد عَمِل العلماء على توليد الطاقة الكهربائية باستخدام خلية كهروكيميائية ميكروبية من حبات البندورة التالفة.

تحطم البكتيريا المواد العضوية في البندورة التالفة وتؤكسدها، وتُلتقط الإلكترونات الناتجة عن عملية الأكسدة هذه بواسطة خلية وقود (جهاز يولد الكهرباء عن طريق تفاعل كيميائي). 

إن مردود هذا الاستخدام ليس كبيرًا بما يكفي؛ إذ إن 10 ملغ من نفايات البندورة تنتج 0.3 واط فقط، ويقترح العلماء آليات لزيادة هذا المردود. تنتج ولاية فلوريدا وحدها قرابة 360 ألف طن من البندورة التالفة ومخلفات البندورة وهذا القدر كافٍ لتوليد مقدار من الكهرباء اللازمة لتشغيل مدينة ألعاب Disney World مدّة 90 يومًا باستخدام خلية وقود ميكروبيّة محسّنة.

قد تفيد هذه التقنية الجديدة في توليد الطاقة الكهربائية بعض البلدان التي تعاني انقطاعًا طويلًا للكهرباء ولا يمكنها تحمّل نفقات معالجة النفايات؛ إذ إنها تقنية بسيطة وغير مكلفة إلى حدٍّ ما. 

والآن؛ ألا يزال طبق الجظ مظ يعني لك طبق إفطار فقط؟

المصادر: