اختراع الکترود آند زیستی با قابلیت تعدیل pH در پیل شیرینساز میکروبی توسط محققان دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل ثبت شد
این دستاورد پژوهشی حاصل تلاشهای طاهره صالحی، دانشجوی دکتری رشته مهندسی عمران – مهندسی محیطزیست، تحت راهنمایی دکتر داریوش یوسفی کبریا، عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی عمران این دانشگاه است. اختراع مذکور در حوزه شیرینسازی آب دریا با استفاده از فناوری پیلهای میکروبی و بدون نیاز به صرف انرژی و هزینه انجام شده است.
مشکل اساسی در پیلهای شیرینساز میکروبی
بر اساس توضیحات مخترعان، در پیلهای شیرینساز میکروبی (Microbial Desalination Cells)، انتقال یون کلر از محفظه آبشور به محفظه آند منجر به تشکیل اسیدکلریدریک و کاهش شدید pH در این محفظه میشود. این کاهش pH یکی از عوامل اصلی اختلال در عملکرد میکروارگانیسمها و کاهش راندمان سیستم است. راهحلهای متداول گذشته مانند استفاده از مواد شیمیایی بافری یا بازچرخانی محلول الکترولیت، به دلیل هزینه بالا یا کاهش بازده کلی سیستم، چندان اقتصادی و کارآمد نبودهاند.
راهحل نوین: الکترود آند زیستی خودتعدیلگر
در این اختراع، مشکل تغییرات pH با طراحی و تولید یک الکترود آند زیستی نوین برطرف شده است. این الکترود از گرافیت خراشدار همراه با توری فلزی حاوی گرانولهای کربن فعال با تخلخل و سطح ویژه بالا ساخته شده است. ساختار ویژه این الکترود، رشد و چسبندگی باکتریها (تشکیل بیوفیلم) را بهطور قابلتوجهی افزایش میدهد.
مزایای کلیدی اختراع
۱. تعدیل خودکار pH: این الکترود زیستی بهصورت داخلی و بدون نیاز به افزودن مواد شیمیایی پرهزینه، pH محیط آند را تعدیل میکند.
۲.راندمان بالا: استفاده از این فناوری، دستیابی به راندمان شیرینسازی بالای ۸۷ درصد را ممکن ساخته است.
۳.تصفیه همزمان فاضلاب: این سیستم علاوه بر شیرینسازی آب، قادر به تصفیه همزمان فاضلابهای خطرناک حاوی فنول نیز هست.
۴.اقتصادی و دوستدار محیطزیست: حذف مواد شیمیایی بافری، این فرآیند را بسیار مقرونبهصرفه و سازگار با محیطزیست کرده است.
۵.تولید انرژی سبز: این پیل ضمن انجام فرآیند شیرینسازی و تصفیه، انرژی الکتریکی سبز نیز تولید میکند.
باکتریهای بومی، فناوری بومی
طاهره صالحی در تشریح جزئیات افزود: «باکتریهای تجزیهکننده فنول مورد استفاده در این پژوهش، بومیسازی شده و از لجن تصفیهخانه فاضلاب کارخانه چوب و کاغذ مازندران جداسازی شدهاند. این باکتریها پس از سازگاری با فنول و کلر، بر روی گرانولهای کربن فعال رشد داده شده و الکترود آند زیستی را تشکیل دادهاند. این امر منجر به تعدیل pH، افزایش تولید انرژی الکتریکی و در نهایت ارتقای بهرهوری و راندمان شیرینسازی شده است.»
نتیجهگیری
ثبت این اختراع گامی مهم در توسعه فناوریهای سبز و پایین در زمینه آب و محیطزیست محسوب میشود. این نوآوری با ارائه راهحلی اقتصادی و کارآمد برای دو چالش بزرگ «شیرینسازی آبهای شور» و «تصفیه فاضلابهای صنعتی پیچیده»، میتواند افقهای جدیدی در صنعت آب و فاضلاب کشور ایجاد کند.
