مطالعات پیشین نشان داده بود که گاز هیدروژن را می‌توان به‌عنوان یکی از فرآورده‌های سوخت و ساز مواد ارگانیک میکروبی، در وسیله‌ای به‌نام "پیل الکترولیز میکروبی" به‌دست آورد، اما چنین فرآیندی، خود نیازمند تزریق نیروی برق است. هم‌اکنون اما براساس پژوهشی که در نسخه آنلاین نشریه علمی "پیشرفت‌های آکادمی ملی علوم" آمریکا (PNES) منتشر شده است، می‌توان از همین سامانه با افزودن تنها یک منبع نیروی برق آبی، دست به تولید بهینه گاز هیدروژن زد.

 

باکتری‌های الکتریکی را می‌توان در برکه‌ها، رودخانه‌ها، رسوبات، خاک و همچنین آب متعفن یافت. این موجودات، با مصرف مواد ارگانیک، امکان انتقال انرژی الکتریکی به مواد رسانایی نظیر فلزات یا گرافیت را می‌یابند. "اگر این باکتری‌ها در پیل‌های الکترولیز میکروبی به‌کار برده شوند، تولید جریان برق می‌کنند، اما ولتاژ این جریان برای القای هیدروژن‌زایی در کاتد کفایت نمی‌کند." این را پروفسور بروس لوگان (Bruce Logan) از مرکز انرژی هیدروژنی (H2E) دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا می‌گوید.

 

لذا لوگان و دکتر یونگی کیم (Younggy Kim)، دست به طراحی یک سامانه الکترودیالیز معکوس میکروبی، متشکل از پنج جفت سلول حاوی آب دریا و رودخانه زدند که با غشای نازکی از هم جدا می‌شدند. این سلول‌ها، در میان یک آند محتوی باکتری‌های مزبور و یک کاتد واقع شده بودند. عبور نمک دریایی از میان غشا به‌سمت آب رودخانه، برق کافی برای تولید هیدروژن، آن‌هم بی‌نیاز به سوخت‌های فسیلی و یا حتی نیروی باد و نور خورشید را فراهم می‌کرد. لوگان می‌گوید: "مهم‌ترین کشف این است که با منابع در دسترس و ماندگار و بی‌نیاز به تزریق برق می‌توان هیدروژن تولید کرد."

 

از آنجا که باکتری‌های مستقر در این ابزار از پسماندهای ارگانیک تغذیه می‌کنند، این سامانه را در تصفیه پساب‌های شهری و صنعتی هم می‌توان به‌کار گرفت. لوگان در ادامه می‌افزاید: "این پژوهش نشان می‌دهد که پساب‌ها می‌توانند خود منبعی برای تولید انرژی از طریق استحصال گاز هیدروژن شوند"، آن‌هم بدون مصرف هر نوعی از انرژی اولیه.

 

دکتر رنه روزندال (René Rozendal)، پژوهشگر اسبق مرکز مدیریت پیشرفته آب، وابسته به دانشگاه کوئینزلند استرالیا که مخترع پیل الکترولیز میکروبی هم هست، این پژوهش را جذاب خوانده است و می‌گوید: "با این وجود، از بابت تعدد غشاها و همچنین الکترودهای لازم، چنین روشی را شاید بتوان راه پرهزینه‌ای برای تولید هیدروژن دانست. علاوه بر این، شمار مناطقی که نمک و آب شیرین و مقادیر فراوانی از مواد ارگانیک تجزیه‌پذیر را بتوان در همسایگی هم پیدا کرد، اندک است." با این‌حال وی افزود: "این [پژوهش]، مدرک خوبی‌ست که نشان می‌دهد هیدروژن را می‌توان از منابع طبیعی و بی‌نیاز به تزریق برق، تولید نمود."

 

 

عکس، تزئینی‌ست / منبع: iStockphoto: Ralf Hettler