نجح علماء أتراك في توليد الكهرباء باستخدام مستقلبات القنب. وقد نُشرت الدراسة التي أجريت بالتعاون مع جامعة أوسكودار وجامعة إسطنبول التقنية في مجلة تقارير تكنولوجيا الموارد الحيوية.
قامت جامعة أوسكودار وجامعة إسطنبول التقنية بإنتاج الكهرباء من مياه الصرف الصحي التي تحتوي على نواتج المادة الفعالة الرئيسية للقنب.
رئيس جامعة أوسكودار الأستاذ الدكتور نيفزات طارهان، رئيس جامعة أوسكودار، كلية الهندسة والعلوم الطبيعية، قسم البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة، الأستاذ الدكتور تونش جاتال، قسم الهندسة الحيوية، د. فيلدان إنيسوغلو أتالاي، د. سلمى أوزيلهان، د. سلمى أوزيلهان، أوزم. ذكر الأستاذ الدكتور مراد أوزدمير والأستاذ الدكتور هاكان بيرميك من جامعة إسطنبول التقنية في المقال الذي كتبوه لمجلة تقارير تكنولوجيا الموارد الحيوية أنهم استخدموا مياه الصرف الصحي التي لم تستخدم حتى الآن كمصدر للطاقة في خلايا الوقود الميكروبية.
"THC هو المركب الرئيسي الذي يعطي التسمم للشخص"
خلايا الوقود الحيوي هي أجهزة كهروكيميائية حيوية تعمل على تحلل المركبات الكيميائية الحيوية المتروكة في الطبيعة والتي قد تكون ضارة جدًا في بعض الأحيان، وتستخدم بكتيريا متخصصة لإنتاج طاقة منخفضة ولكن بجهد تيار مستمر كقيمة مضافة. الجزيء المعني في هذه الدراسة، وهو COOH-THC (المعروف أيضًا باسم 11-Nor-9-carboxy-THC)، هو المنتج الرئيسي للتحلل الحيوي لمادة THC (دلتا9-تتراهيدروكانابينول). يتم اشتقاق THC من نبات القنب وهو المركب الرئيسي الذي يعطي الشخص "التسمم". يتم استقلاب THC، وهو المكون النشط للقنب الهندي، إلى جزيئات صغيرة مختلفة ومعظمها نشطة بيولوجيًا من خلال التفاعلات الأنزيمية لـ cytochrome p450 في الكبد. تشمل منتجات التكسير الرئيسية Δ9-THC و11-OH-THC و11 أو 9 كربوكسي Δ9 تتراهيدروكانابينول (COOH-THC). وهذا الأخير هو مترافق الغلوكورونيد الأساسي الموجود في بول الإنسان.
"بول متعاطي القنب هو سبب وصول مستقلبات القنب إلى مياه الصرف الصحي"
مشيرًا إلى أن المصدر الرئيسي لوصول مستقلبات القنب إلى مياه الصرف الصحي هو بول متعاطي القنب، البروفيسور الدكتور تونش تشاتال,
"ولكن كيف يحدث ذلك؟ كيف يمكن التخلص من الأضرار المحتملة على الطبيعة التي يسببها ناتج التكسير (المستقلب) وتوليد الكهرباء في الوقت نفسه؟" وفقًا لورقة علمية نُشرت حديثًا، في خلايا الوقود الميكروبية ذات القطب الهوائي الكاثود (MFCs)، لا يتم تكسير هذه المادة بواسطة البكتيريا مع البول فحسب، بل يتم أيضًا توليد كهرباء تصل إلى 0.3 فولت.
هذه هي طريقة عمل MFCs: يمكن للكائنات الحية الدقيقة التي تعمل على تكسير المركبات الكربونية أن تستخدم الإلكترونات لتوليد الكهرباء. وتنتقل هذه الإلكترونات إلى مهبط وتولد تياراً كهربائياً في هذه العملية. وعلى الرغم من أن هذه البكتيريا الكهروإلكترونية تفضل على وجه الخصوص الركائز القائمة على الكربون مثل السكريات، إلا أنها تستطيع أيضًا القضاء على بعض المواد السامة جدًا أو المسببة للسرطان التي لا يمكن تخمينها أبدًا."
تم استخدام هذه التقنية بنجاح في العديد من المجالات
وقد تم تطبيق هذه التقنية بنجاح على جميع مشتقات الكربوهيدرات والأمونيا والهيدروكربونات والإيثانول والبروبانول والإيثيلين جلايكول والغليسرول والكحوليات الحلقية والمتعددة الكحوليات وحمض الفورميك وغيرها، وكذلك على جميع أنواع مياه الصرف الصناعي والمنزلي الضارة وحتى في الآونة الأخيرة على النفايات المباشرة مثل البول. تمت مقارنة كل من البول الاصطناعي والحقيقي مع COOH-THC على أساس توليد الكهرباء. أخيرًا، تم استخدام ركائز مثل المضادات الحيوية أو مستقلبات المواد الترفيهية - الكوكايين والقنب - التي يمكن أن تكون ضارة جدًا من خلال اختلاطها في الطبيعة في النفايات البشرية، وقد استخدمها البروفيسور تونش تشاتال ومعاونوه لهذا الغرض. في هذه الدراسة الأخيرة، تمكن الباحثون من التخلص من أكثر من 62 في المائة من COOH-THC من العينات.
"من الممكن توليد الكهرباء باستخدام البول"
فيما يتعلق بالدراسة التي أجريت في مختبر التكنولوجيا الحيوية الميكروبية التابع لمركز إسطنبول لأبحاث البروتين والتطوير والابتكار (PROMER)، أكد مدير المركز البروفيسور تشاتال أنه "لقد ثبت أنه من الممكن توليد الكهرباء باستخدام البول دون الحاجة إلى أي معالجة مسبقة، وبهذه الدراسة يمكن إزالة نواتج القنب التي تسبب أضرارًا للطبيعة عن طريق الاختلاط بالبول بمعدل ملحوظ.
"ستكون خلايا الوقود الميكروبية إحدى التقنيات التي لا غنى عنها في المستقبل"
عبّر البروفيسور الدكتور هاكان بيرميك، أحد المشاركين في الدراسة وأحد أوائل الأشخاص الذين أدخلوا خلايا الوقود الميكروبية إلى تركيا، عن أفكاره حول الدراسة على النحو التالي
"لا سيما مصادر الطاقة الحالية والضرر الذي ألحقناه بالعالم بناءً على استخدامها، جعل من الضروري للغاية استخدام مصادر وتقنيات جديدة للطاقة. وتتمثل ميزة خلايا الوقود الميكروبية في هذه المرحلة في أنه على الرغم من أن مستوى الطاقة التي يتم الحصول عليها منخفض قليلاً في الوقت الحالي، إلا أنها ستكون بالتأكيد إحدى التقنيات التي لا غنى عنها في المستقبل لأنها تجعل معالجة النفايات ممكنة مع نهج متوافق للغاية مع الطبيعة. ولهذا السبب، فإننا نواصل دراساتنا على MFC (خلية الوقود الميكروبية) منذ أكثر من 10 سنوات، كما هو موضح في المثال هنا."
كما أدلى رئيس جامعة أوسكودار البروفيسور الدكتور نيفزات تارهان بالتقييمات التالية فيما يتعلق بالدراسة
"عندما يتم الجمع بين الكيمياء الحاسوبية والطب النفسي الحاسوبي، ستكون مكافحة الإدمان أسهل. لأنه سيتم قياس ورؤية الأضرار التي يسببها متعاطو المواد المخدرة لأنفسهم وللطبيعة. وبالتالي، سيتمكن مرضانا وأقاربنا من رؤية نتائج عملهم دون التعرض لتجارب سيئة، وستصبح مكافحة الإدمان أسهل. ومن حسن حظ تركيا أنه يمكن إجراء هذه الدراسات في مختبرات جامعة أوسكودار."