जैसा कि हम सोचते हैं कि हम 21 वीं सदी के दौरान दुनिया की बढ़ती ऊर्जा जरूरतों की आपूर्ति कैसे करेंगे, चर्चा आमतौर पर जीवाश्म ईंधन जैसे कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस और हवा और सौर ऊर्जा जैसे उभरते वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के बीच घूमती है । तेजी से, हालांकि, वैज्ञानिक और इंजीनियर बिजली उत्पन्न करने के लिए एक असंभव ईंधन स्रोत में दोहन की संभावना देख रहे हैं: अपशिष्ट जल जिसे हम नियमित रूप से नाली में बहा देते हैं।
इस हफ्ते की शुरुआत में, ओरेगन स्टेट यूनिवर्सिटी के इंजीनियरों ने माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं में एक नई प्रगति की घोषणा की जो अपशिष्ट जल से बिजली पैदा करती है। जैसा कि ऊर्जा और पर्यावरण विज्ञान पत्रिका के एक लेख में वर्णित किया गया है, उन्होंने एक ऐसी तकनीक विकसित की है जो सीवेज के बायोडिग्रेडेबल घटकों से ऊर्जा का उपयोग करने के लिए बैक्टीरिया का उपयोग करती है, जो पिछले तरीकों की तुलना में 10 से 50 गुना अधिक कुशल है।
इंजीनियर हांग लियू लैब में ईंधन सेल के साथ काम करते हैं। (फोटो ओरेगन स्टेट यूनिवर्सिटी के माध्यम से) अध्ययन के लेखकों में से एक, हांग लियू ने कहा, "अगर यह तकनीक व्यावसायिक पैमाने पर काम करती है तो हमारा मानना है कि अपशिष्ट जल का उपचार एक विशाल ऊर्जा उत्पादक हो सकता है, न कि एक बड़ी ऊर्जा लागत।" "यह दुनिया भर में प्रभाव डाल सकता है, बहुत सारे पैसे बचा सकता है, बेहतर जल उपचार प्रदान कर सकता है और ऊर्जा स्थिरता को बढ़ावा दे सकता है।"
वर्तमान में, अपशिष्ट जल के उपचार के लिए उपयोग की जाने वाली पारंपरिक विधियाँ ऊर्जा का बहुत अधिक उपभोग करती हैं - देश में उपयोग की जाने वाली सभी बिजली का लगभग तीन प्रतिशत, विशेषज्ञों का अनुमान है। यदि वैज्ञानिक प्रक्रिया के हिस्से के रूप में बिजली उत्पन्न करने के लिए एक कुशल तरीका निकालने में सक्षम हैं, तो वे इस समीकरण को अपने सिर पर बदल सकते हैं। अवधारणा कुछ समय के लिए आसपास रही है, लेकिन हाल ही में व्यावहारिक प्रगति ने हमें सिद्धांत को व्यावसायिक रूप से नियोजित करने के करीब ला दिया है।
पिछले तरीके एनारोबिक पाचन पर निर्भर करते हैं, जिसमें बैक्टीरिया ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में अपशिष्ट जल में बायोडिग्रेडेबल तत्वों को तोड़ते हैं और एक उपोत्पाद के रूप में मीथेन (प्राकृतिक गैस) का उत्पादन करते हैं। इस गैस को तब एकत्र किया जा सकता है और ईंधन के रूप में जलाया जा सकता है।
ओरेगन स्टेट टीम की तकनीक, इसके विपरीत, एरोबिक बैक्टीरिया को खिलाने के लिए अपशिष्ट जल में बायोडिग्रेडेबल सामग्री का उपयोग करती है, जो ऑक्सीजन के उपयोग के साथ पदार्थों को पचाती है। जब रोगाणु सीवेज के इन घटकों को ऑक्सीकरण करते हैं - और, बदले में, पानी को साफ करते हैं - वे इलेक्ट्रॉनों की एक स्थिर धारा का उत्पादन करते हैं। जैसे कि इलेक्ट्रान एक ईंधन सेल के भीतर एनोड से कैथोड तक प्रवाहित होते हैं, वे एक विद्युत प्रवाह का उत्पादन करते हैं, जिसका उपयोग सीधे बिजली स्रोत के रूप में किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, यह प्रक्रिया अवायवीय पाचन की तुलना में पानी को अधिक प्रभावी ढंग से साफ करती है और अवांछित उपोत्पादों का उत्पादन नहीं करती है।
प्रयोगशाला में, टीम का सेटअप-जो पिछली डिज़ाइनों पर अधिक बारीकी से अंतरित एनोड और कैथोड्स के साथ सुधार करता है और एक नई सामग्री पृथक्करण प्रक्रिया है जो अपशिष्ट पदार्थों की कार्बनिक सामग्री को अधिक केंद्रित रूप में अलग करती है - दो किलोवाट से अधिक क्यूबिक मीटर अपशिष्ट जल का उत्पादन करती है। पिछले अवायवीय पाचन प्रौद्योगिकियों की तुलना में काफी अधिक मात्रा में। तुलना के लिए, औसत अमेरिकी घर किसी भी समय लगभग 1.31 किलोवाट बिजली का उपयोग करता है। नया उपकरण किसी भी प्रकार की जैविक सामग्री पर चल सकता है - न केवल अपशिष्ट जल, बल्कि बीयर और डेयरी के औद्योगिक उत्पादन से पुआल, पशु अपशिष्ट और उपोत्पाद भी।
शोधकर्ताओं का कहना है कि उन्होंने प्रयोगशाला में काफी हद तक प्रौद्योगिकी साबित कर दी है, और बड़े पैमाने पर पायलट अध्ययन के लिए तैयार हैं। वे एक बड़े पैमाने पर ईंधन सेल स्थापित करने के लिए धन की मांग कर रहे हैं, आदर्श रूप से एक खाद्य प्रसंस्करण संयंत्र के साथ मिलकर, जो अपशिष्ट जल का एक सुसंगत और उच्च मात्रा प्रवाह पैदा करेगा। वे भविष्यवाणी करते हैं कि, एक बार जब प्रौद्योगिकी सिद्ध हो जाती है और निर्माण लागत कम हो जाती है, तो अपशिष्ट जल प्रसंस्करण के इस प्रकार के अनुप्रयोग से कम लागत वाले नवीकरणीय बिजली का उत्पादन होगा और प्रसंस्करण सीवेज की लागत कम होगी।
यह तकनीक विशेष रूप से एक विकासशील देश में अपील की जाएगी, जहां यह तुरंत दो समस्याओं को हल करेगा: सस्ती बिजली की कमी और साफ पानी की कमी। प्रक्रिया की दक्षता में सुधार पर शोध अभी भी जारी है, लेकिन ऐसा लगता है कि जल्द ही, शौचालय के नीचे ऊर्जा प्रवाहित करने के दिन खत्म हो जाएंगे।
