این وسیله هیبریدی سلول سوخت میکروبی (MFC) و نوعی سلول خورشیدی را به نام سلول فتوالکتروشیمیایی (PEC) ترکیب کرده است. در جز MFC باکتری ماده آلی را در فاضلاب را تجزیه می کند و الکتریسیته را در این فرآیند تولید می کند. برق تولید شده از نظر بیولوژیکی را به بخش PEC تحویل می دهد تا با کمک انرژی خورشیدی آب را شکافته (الکترولیز) و هیدروژن واکسیژن را تولید کنند.

وسیله دو کاره PEC و MFC می توانند به تنهایی برای تولید گاز هیدروژنی استفاده شوند که هر دو به هر حال نیاز به ولتاژ اضافی کمی دارند تا بر مانع انرژی ترمودینامیک برای احیای پروتون به گاز هیدروژنی غلبه کنند. در نوع متداول وسایل نیاز به ترکیب المنت نیروی برق اضافی است که به طور معنی داری بر هزینه کار می افزاید. پیچیدگی این نوع وسایل، تبدیل انرژی در مقیاس بسیار بزرگ است. در مقایسه دستگاه میکروبی خورشیدی هیبریدی لی، خودمحور و خودپایدار است چون که از انرژی ترکیبی از ماده آلی (برداشت شده از MFC) و نور خورشید (گرفته شده توسط PEC)کافی برای انجام الکترولیز آب بهره می برد.

در اثر جز MFC می تواند به عنوان باطری زیستی خودپایدار در نظر گرفته شود که ولتاژ و انرژی اضافی را برای PEC برای تولید گاز هیدروژن فراهم می کند. تنها منابع مورد استفاده انرژی فاضلاب و نور خورشید است.

سلول های سوخت میکروبی به باکتری های غیرمعمولی متکی هستند که به عنوان باکتری الکتروژنی شناخته شده اند که قادرند تا برق را با انتقال الکترون هایی که به طور متابولیکی از بین غشاهای سلولی به الکترود خارجی منتقل کنند عبور دهند. تست های اولیه وسیله میکروبی خورشیدی از سویه ای از باکتری الکتروژنیکی بهره می برند که به خوبی در آزمایشگاه در محیط رشد مصنوعی شناخته شده اند. تست های بعدی از فاضلاب تیمار نشده شهری استفاده می کند. فاضلاب هم غنی از مواد غذایی آلی هستند و ترکیبی متنوع از میکروب ها هستند که از این مواد غذایی بهره می برند که شامل سویه های موجود باکتری الکتروژنیک به طور طبیعی هستند.

هنگامی که این باکتری ها با فاضلاب تغذیه می شوند و از خورشیدی روشن می شوند وسیله PEC-MFC تولید مداوم گاز هیدروژنی را با نسبت متوسط ۰٫۰۵ متر مکعب در روز را ارائه می دهند. در زمان مشابه فاضلاب سیاه کدر روشن تر می شوند. محققان به این امر نیز توجه کرده اند که تولید هیدروژن در طی زمان باکتری که از ماده آلی را در فاضلاب بهره می برد کاهش می دهد. با دوباره پرشدن با فاضلاب در سیکل تغذیه منتهی به تجدید کامل تولید جریان برق و تولید گاز هیدروژنی می شود.

کیان از نویسندگان مقاله می گوید محققان خوش بین در مورد پتانسیل بالقوه این اختراع هستند. آنها برنامه ای برای وسیله ای در مقیاس کوچک آزمایشگاهی دارند که نمونه اولیه ۴۰ لیتری بزرگتری هستند که به طور مداوم با فاضلاب شهری تغذیه می شوند. اگر نتایج از نمونه اولیه ۴۰ لیتری امیدوارکننده باشند آنها وسیله ای را برای کارخانه فاضلاب امتحان خواهند کرد.

در کاخنه MFC با لوله های موجود کارخانه برای تغذیه مداوم فاضلاب ترکیب شده اند و PEC در فضای باز گذاشته می شوند تا نور طبیعی را دریافت کنند.

منبع :sanat.me