توليد كهرباء من البول Electricity From Urine

انتاج الهيدروجين من البول البشري

تكمن الفكرة في التحليل الكهربي للبول وانتاج الهيدروجين الذي يمكن استخدامه كوقود نظيف غير ملوث للبيئة ، حيث أن احتراق الهيدروجين ينتج عنه ماء وليس ثاني أكسيد الكربون الموث للبيئة .

*

شكل رقم (1)

تحليل اليوريا الموجودة بالبول

خلصت دارسة علمية إلي أن “المكوّن الأساسي للبول هو اليوريا التي تتكوّن من 4 ذرات هيدروجين في كلّ جزيء منها، والأهم أنّ الروابط الكيميائية في مركب اليوريا أضعف وأقلّ ترابطاً مما هي عليه في الماء، ما يسهّل تفكيكها. وكانت البروفسورة في جامعة أوهايو جيراردين بوت في قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية قد استخدمت عملية التفكيك الكيميائي لتكسير جزيّء اليوريا باستخدام قطب من النيكل غير مكلف، يحلل اليوريا بكفاءة عالية، وبفولتية قليلة تقدر بـــ 0.37 فولت مقابل 1.23 فولت يحتاجها الماء لتتفكّك .
والمادة الخام المستعملة هي البول وهو مادة موجودة بكثرة، ولا تحتاج إلى حرارة أو أي تكاليف كثيرة”. وتبعا للدراسة، “تتحلل اليوريا إلى غاز النيتروجين وغاز الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون، أما باقي المواد فهي مواد غير ضارة يمكن استخدامها في التربة كنوع من السماد كونها تحتوي كربونات البوتاسيوم الناتج من تفاعل المحفز والماء ومواد أخرى. ولا يحتاج غاز الهيدروجين الناتج من هذه العملية إلى أيّ تفاعل آخر حيث يكون نقياً، ويستخدم كوقود بدلاً من البنزين في المولد المستعمل” .
*
البول يعتبر أسهل في تفكيكه بطريقة التفكك الكهربائي Electrolysis من غيره من المواد مثل الماء مع احتوائه على كمية أكبر من الوقود لا سيما الهيدروجين، ولا نحتاج لإضافة أيّ مواد، فقط عملية التفكيك عن طريق الكهرباء باستخدام كمية قليلة من الكهرباء .
إننا باستخدام كمية قليلة من الكهرباء يمكن تحويل الطاقة في البول إلى 220 فولت من خلال استخدامه كوقود لمولد كهربائي .
و(اليوريا) كمكوّن للبول وليس الماء هو هدف هذه التقنية لأنّ اليوريا، هي مصدر الهيدروجين الأهم وهو هدف عملية التفكك، وكمية اليوريا الموجودة في البول أكبر من أيّ مادة أخرى ومن هنا استخدام البول كمصدر لتوليد الطاقة الكهربائية .
من ناحية ثانية، مشكلة المياه ونضوبها في العالم، هي التي توجهنا نحو مصدر أكثر وفرة وهو البول، فهناك كمية أكبر من اليوريا التي تنتج وتلوث البيئة و تلوث مصادر المياه الطبيعية، فمثلا في السعودية هناك شح في المياه بينما اليوريا موجودة وبشكل كبير، وبذلك نحل مشكلة بيئية بالتخلص من الفضلات البشرية بشكل إنتاجي وغير ملوث .
*

سيارة تعمل بالبول

يقود العالم الكولومبي “خوان لوزادا” فريقا بحثيا في جامعة “نارينو” الكولومبية لتحويل وتطوير سيارة “فورد” قديمة لكي تعمل بالبول البشري كبديل للوقود التقليدي، في محاولة لحل المشكلات المرتبطة باستخدام الوقود الكربوني في تشغيل السيارات. وقد أجرى الفريق البحثي اختبارا للسيارة المطورة من طراز “فورد ميركوري” موديل 1978 حيث قطعت مسافة 600 كيلومتر باستخدام البول البشري، بين مدينة “باستو” عاصمة إقليم “نارينو” ومدينة “مانيزاليزس” عاصمة إقليم “كالداس” في جنوب غرب كولومبيا .

وقال “لوزادا” إن محرك السيارة الذي عملوا على تطويره على مدى العامين الماضيين ليعمل بالبول، يقوم بمعالجة البول باستخدام غرفتي معالجة يتم تفعيلهما من خلال مفتاح تشغيل. وأضاف أنه يتم الحصول على الهيدروجين من خلال التحليل الكهربائي للبول حيث تتم إعادة تنشيطه مرة أخرى بشكل خاص ليعطي مزيدا من الطاقة. واعترف “لوزادا” بأن سيارته المعدلة تعتمد أحيانا على البنزين العادي، لكنه أصر على أن التطوير يسمح بتوفير 50 % من الوقود المستخدم في تشغيل السيارة .

وقال “نحن ننتج الطاقة النظيفة الموجودة في البول … حققنا عددا من الأشياء المهمة من خلال الجهاز الجديد. علاوة على استخدام الطاقة النظيفة التي لا ينتج عنها أول أكسيد الكربون، فنحن نحول دون وصول هذه المخلفات العضوية إلى مصادر المياه الطبيعية” في الحياة .

في الوقت نفسه يستخدم باحثون في المكسيك البول لإنتاج الطاقة. وقد اكتشف الباحثون أن كمية البول التي ينتجها شخصان بالغان في اليوم الواحد تكفي لإنتاج كمية من الغاز الطبيعي تكفي لطهي الطعام وتسخين المياه في منزل يسع إلى 4 أفراد لمدة أسبوع تقريبا. وقال “لوزادا” إن هذه السيارة التجريبية يمكن أن تعمل في المستقبل بالفضلات، مضيفا أن الفكرة هي تطوير سيارة هجين تستخدم أنواع مختلفة من مصادر الطاقة بما في ذلك البول والفضلات والوقود التقليدي ولكن بكميات أقل .

*

حل لمشكلة الطاقة بافريقيا

استطاعت 4 فتيات في سن المراهقة، من قارة أفريقيا، أن ينتجن أول جهاز حقيقي يقوم بتحويل البول إلى طاقة. الأمر بدأ بمجموعة صغيرة مكونة من مجموعة من الفتيات في سن 14 و15 عاماً، كن يسعين وراء حلم تغيير العالم بمنتهى البساطة، وهو ما استطاعوا تنفيذه بالفعل عن طريق الاختراع الذي سيقوم بتوفير الطاقة لمنزلك من خلال دخول الحمام ! نعم، فمجرد لتر واحد من البول بإمكانه تشغيل جميع مولدات الطاقة في منزلك لمدة 6 ساعات كاملة.يعمل عن طريق وضع البول إلى خلية التحليل الكهربائي، التي تقوم بفصل الهيدروجين عن باقي العناصر ثم يذهب الهيدروجين تلقائياً إلى تصفية المياه لتنقية ثم يمر بعد ذلك على اسطوانة غاز تقوم بإرساله إلى اسطوانة من البوراكس السائل، وهي المادة التي تعمل على إزالة الرطوبة من غاز الهيدروجين، وفي النهاية يتم ضغط غاز الهيدروجين النقي الذي تم إنتاجه ويذهب مباشرة إلى المولد. الفكرة بسيطة ورائعة وستوفر الكثير من النقود إلى جميع العائلات في حال تم تنفيذها .

*

الإنتاج المباشر للكهرباء من البول البشري

شكل رقم (2)

مكونات البول تساعد علي انتاج الكهرباء

أكد فريق من العلماء أن ذرات الكربون الموجودة في البول البشري قادرة على تحويل المواد الكيميائية إلى الكهرباء، الأمر الذي يعد بديلاً عن البلاتين الذي يستخدم كمحفز لهذه العملية والمكلف للغاية، ما يعني أنه من الممكن إستخدام البول البشري لتوليد الطاقة، بحسب ما ذاكره موقع “نيتشر Nature” .

وأشار فريق الدراسة في جامعة كوريا إلى أن ذرات الكربون الموجودة في البول تحتوي على عدة معادن مثل الفوسفور والسيليكون والنيكل وغيرها، والتي تساهم في توليد الكهرباء. وأكد جونغ سونغ يو، المسؤول عن الدراسة،أن استخدام البول في توليد الطاقة لا ينتج منه أي تلوث بيئي، كما أن ذرات الكربون يمكن تخزينها في بطاريات .

*

إنتاج أسمدة بجانب الكهرباء

تعمل مجموعة من العلماء من جامعة ديل مينيو في البرتغال على تطوير مشروع لتوليد الكهرباء وإنتاج الأسمدة من بول الإنسان، الأمر الذي لفت انتباه وكالة «ناسا» ووكالة الفضاء الأوروبية «ESA» .

ويقوم مركز الهندسة البيولوجية بالجامعة بتطوير هذا المشروع الذي يسمى Value From Urine، بالتعاون مع مؤسسات أوروبية أخرى .

ويتمثل التحدي في الحصول على الطاقة وإنتاج الأسمدة من البول البشري لتوفير الأسمدة للمزارعين الأوروبين بدلا من الفوسفور والأمونيا المستوردة .

وأوضحت الأستاذة الجامعية ومنسقة المشروع، مادالينا ألفيز، أن هذه المبادرة تقوم على معالجة بعض مكونات البول البشري بشكل منفصل، الأمر الذي يسمح باستخراج القيمة العالية للطاقة من البول الغني بالأمونيا والبوتاسيوم والنيتروجين، وهي مواد موجودة في الأسمدة .

وأوضحت أن البول البشري يحتوي على بكتيريا بها إلكترونات يمكن أن تستخدم في بطاريات لإنتاج الطاقة .

ويستطيع مشروع Value from Urine أن يساعد البلاد النامية، التي لا تتمتع ببنية تحتية كهربائية أو صرف مناسب، على إنتاج الأسمدة وتوليد الكهرباء بهذه الطريقة .

ويدخل المشروع، الذي بدأ عام 2012 ومن المقرر أن ينتهي في 2016، في مرحلة التجربة الآن في مبنى حكومي بهولندا .

وأكدت منسقة المشروع أنه على الرغم من أن إنتاج الكهرباء لايزال منخفض بشكل نسبي، إلا أنه يمكن استخدام هذه الطاقة للتطبيقات الصغيرة .

شكل رقم (3) : محاكاة متحركة لفكرة عمل نموذج لخلية وقود ميكروبية Microbial Fuel Cell (MFC)

*

التكلفة
الجدوي الإقتصادية

*

المراجع

1 https://www.annahar.com/article/142140-%D8%A7%D9%84%D8%A8%D9%88%D9%84-%D8%A7%D9%84%D8%A8%D8%B4%D8%B1%D9%8A-%D9%84%D8%AA%D9%88%D9%84%D9%8A%D8%AF-%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9
2 http://lite.almasryalyoum.com/extra/28044/
3 http://www.eekn.net/posts/602412
4 http://greenarea.me/ar/73090/%D9%85%D8%B4%D8%B1%D9%88%D8%B9-%D8%AA%D9%88%D9%84%D9%8A%D8%AF-%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A1-%D9%85%D9%86-%D8%A7%D9%84%D8%A8%D9%88%D9%84/
5 http://auto.ahram.org.eg/News/53159.aspx

*

مصادر الصور

شكل رقم (1) http://1.bp.blogspot.com/_Ezd3uSx-f4Y/S1ydok9ssXI/AAAAAAAADio/ViZhyyltsM8/w1200-h630-p-k-no-nu/313_4ae8bBd75C-tecnolog-a-ecol-gica-veh-culos-impulsados-orina-humana.jpg
شكل رقم (2) http://www.industrytap.com/wp-content/uploads/2013/11/pee_power.jpg

********************

كلمات بحث : طاقة نظيفة ومتجددة – خلايا الوقود الميكروبية – Microbial Fuel Cell (MFC) .

تابع صفحتنا علي الفيس بوك

*********************************

  handwave-yellow

مواضيع ذات صلة

.

**************************************

ملاحظة

إذا كان لديك تعديل أو اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .

أو راسلنا علي البريد التالي لنشر مقال خاص بك :

info@inst-sim.com

مكتبة الطاقة الجديدة والمتجددة

أترك تعليق