دراسة جديدة: كيف يمكن للطعام المهدر أن يصبح مصدر طاقة؟

اعلان

كشفت دراسة جديدة نشرت في مجلة Journal of Environmental Chemical Engineering أنه يمكن تحويل بقايا الطعام، إلى مواد كيميائية مفيدة لإنتاج الطاقة مثل الأسيتون والإيثانول والهيدروجين، ما يوفر حلاً بيئيًا واقتصاديًا لاستغلال الطعام الزائد وتقليل انبعاثات غاز الميثان الضارة.

وقالت بينيش صبا، الباحثة الرئيسة في الدراسة من جامعة ولاية أوهايو، في بيان صحفي إن هذا الاكتشاف يتيح الاستفادة من نفايات الطعام التي تتقاضى الشركات أجرًا للتخلص منها في المكب، واقترحت الاستفادة منها عبر مفاعل حيوي بسيط يمكن تركيبه في المصانع.

الولايات المتحدة ترمي 60 مليون طن من الطعام سنويا

وأضافت صبا أن الطعام الزائد يمكن استغلاله بدلًا من رميه، مشيرة إلى أن الولايات المتحدة وحدها تتخلص سنويًا من حوالي 60 مليون طن من نفايات الطعام، أي ما يقارب 40% من إجمالي إمدادات الغذاء في البلاد.

وأوضحت خطورة رمي الطعام، قائلة إنه بمجرد وصوله إلى مكب النفايات، فإنه ينتج غاز الميثان، وهو غاز أقوى بـ 28 مرة من ثاني أكسيد الكربون في زيادة الحرارة بالغلاف الجوي.

وتقول وكالة حماية البيئة الأمريكية، إن نفايات الطعام مسؤولة عن 58% من غاز الميثان المنبعث في المكبات البلدية، ويُعد سوء إدارة هذه المكبات سببًا لنحو 11% من إجمالي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري عالميًا.

كيف جرت الدراسة؟

قام العلماء بدمج نوعين من البكتيريا من عائلة Clostridium يعملان بتآزر لزيادة إنتاج المواد الكيميائية من نفايات الطعام.

البكتيريا الأولى، هي C. bijerinckii، وتنتج ثاني أكسيد الكربون أثناء تحويل الطعام إلى كحول، أما البكتيريا الثانية، فتسمى C. carboxidivorans، وتستهلك ثاني أكسيد الكربون الزائد لتنتج الهيدروجين والمذيبات، ما يضيف قيمة للمنتجات النهائية.

وعن التجربة، قالت صبا: "كان من الممكن أن تكون هناك علاقة معاكسة بين البكتيريتين، لكن عند نموهما معًا وجدنا أن هناك علاقة تآزرية تعمل بشكل جيد. ثاني أكسيد الكربون لا يزال موجودًا، لكن معظمَه يُستهلك، ما يمنحنا غاز الهيدروجين كمنتج إضافي. وهكذا أصبح لدينا منتجان قيمان".

تطوير التجربة

إلى جانب تجربتها، استفادت صبا من دراسة سابقة تعود لعام 2023، حدَّدت 46 نوعًا من نفايات الطعام يمكن تحويلها إلى مواد كيميائية مفيدة.

وقارنت الدراسة بين التخمير التقليدي، الذي يعتمد على حضانة نفايات الطعام والبكتيريا عند 37 درجة مئوية، والتحليل الكهربائي للتخمير، الذي يتم في درجة حرارة الغرفة باستخدام مفاعل حيوي مزود بإلكترود.

ووجدت أن التحليل الكهربائي للتخمير منخفض الجهد يمنح "تحفيزًا بسيطًا" يزيد إنتاج المنتجات الثانوية المفيدة.

التركيز في المستقبل

وأوضحت صبا أن الأبحاث المستقبلية ستركز على تحسين إنتاجية هذه العملية وكفاءتها الاقتصادية، بحيث يصبح بالإمكان، حتى عند هدر الطعام، إنتاج منتجات مفيدة مع خفض تكاليف التخلص من النفايات والمساهمة في حماية البيئة في الوقت ذاته.