المتعضيات المجهرية عالم واسع وشاسع مكون من مليارات المخلوقات من البكتيريا المجهرية. وبارغم من أن الكثير من البكتيريا تمثل جراثيم ممرضة أو قاتلة فإنه يوجد العديد منها يساعد المخلوقات الأكبر حجما على البقاء بما فيها الإنسان. وتستعمل أخرى من أجل إنتاج الجبن ومشتقات الحليب الأخرى وتحضير الخل والمنظفات الكيميائية وغيرها. أحد أنواع هذه البكتيريا، تم اكتشافه سنة 1987 ميلادية، يستطيع إنتاج الكهرباء. وستتعلم هنا كيف يمكنك استغلال هذه المتعضيات المجهرية من أجل انتاج بما يسمى بطارية البكتيريا.

تأخذ معظم البكتيريا اللامحللة للضوء (كجميع الحيوانات بما فيها الإنسان) الطاقة من عملية التنفس الخلوي، الذي يقوم بتحويل الكليكوز السكري والأوكسجين إلى ماء وثنائي أوكسيد الكربون. يعمل الأوكسجين كمؤكسد، مما يعني أنه يقبل الإليكترونات كما يدمج مع باقي العناصر الكيميائية عند حدوث التفاعلات.

لكن بكتيريا ما تحت الثرى ليس لها أوكسجين للتنفس به. وعوضا عن ذلك تعمل على إنتاج الطاقة من أجل نموها عن طريق تحويل الإليكترونات إلى كثل من الصدأ وأوكسيدات المعادن الأخرى المحيطة بها. هذه العملية تعرف باسم "الإختزال المعدني اللاشبيه" أو (dissimilatory metal reduction). نعلم الآن بأن هذه البكتيريا تتواجد في الطين في كل بقاع الأرض كما يبدوا، وأيضا في التربة وفي المزابل.

تعمل خلايا الوقود العضوية (microbial fuel cell) نفس عمل البطارية الكهربائية: أي تقوم بتوجيه الإليكترونيات من الآنود إلى الكاثود خلال تفاعلات الأكسدة والإختزال. ولكن الشيء الذي يجعل هذه الخلايا مختلفة عما نتكلم عنه هنا أنها تعمل على ركيزة عضوية وعلى البكتيريا أيضا.

البكتيريا المستنشقة للمعادن (إذا صح التعبير) أو ما تسمى بالجيوبكتيريا (Geobacter) القابعة عند الآنود تعمل على تفاعل الأكسدة، وتحويل بقايا النباتات والحيوانات في الطين إلى كهرباء وأوكسيد الكربون. تتدفق الإليكترونات عبر الأسلاك الكهربائية إلى الكاثود الموجود في الماء على الطين، وهنالك يتم تجميعها مع الأوكسجين لاستكمال الدارة. تعتبر البكتيريا ممتازة جدا في هذا التجميع وتستطيع انتاج الكهرباء بشكل مستمر للعديد من الأشهر بل والسنوات.

تقام بعض التجارب على عوامات حول خلايا الوقود العضوية في نهر البوتوماك في الولايات المتحدة الأمريكية، ويتم هناك استغلال البكتيريا المنتشرة في الطين لقياس وتحويل بيانات الأرصاد الجوية.

هذه المولدات المعروفة باسم (Benthic Unattended Generators أوBUGs) تعمل منذ عدة سنوات بدون أي نقصان للطاقة المنتجة (انظر http://nrl.navy.mil/code6900/bug). للبكتيريا المستنشقة للمعادن استعمالات أخرى كالقدرة على استنشاق اليورانيوم المشع وإزالته من الطين. أثبت هذه البكتيريا مدى تعدد استعمالاتها وفعاليتها في تنظيف المساحات الملوثة باليورانيوم أو البقايا العضوية.

* قم بخلط الطين (أو التربة أو السماد) حتى الإشباع بالماء. قم بوضع طبقة صغيرة في الوعاء. ويمكنك التجربة بزيادة مقادير أخرى إذا أردت وانظر إلى الموقع التالي من أجل أفكار أخرى:

http://keegotech.com/community/education

* قم بقطع قطعتين من الإسفنج لتتناسبا مع قعر الوعاء. ولا تعرضهما للهواء حتى لا يحدث قصر في الدارة بسببه.

* قم أيضا بقطع نهاية سلك كهربائي ومَوجه خلال قطعة إسفنجية واحدة.

* قم بوضع المجموعة (السلك + القطعة الإسفنجية) في قعر الوعاء ثم أضف الطين المشبع بالماء بعدها. وهذا ما سيمثل الآنود عندنا.

* بالنسبة للكاثود، قم بوضع القطعة الإسفنجية الثانية مع سلكها على الخليط. واحترس من أن تجعل خليطا آخر من الطين على القطعة الثانية.

* قم بزيادة الماء على المجموعة برفق حتى يتبلل.

* إذا لم ينغمر الكاثود في الماء فهذا يعني أنه يوجد بعض فقاعات الهواء في القطعة الإسفنجية. يمكنك أن تضع حصى حتى تثبت فوق الخليط.

* قم بتغطية الوعاء واجعل في الغطاء ثقبين للآنود والكاثود.

* إذا كانت البطاقة المسماة (MudWatt Hacker Board ) متواجدة عندك، فصل الآنود بالمربط السالب للبطاقة والكاثود بالمربط الموجب.

* خلال 3 إلى 10 أيام ستعمل البكتيريا على انتلج طاقة كافية لإشعال صمامات ضوئية، ودرجة كفائتها تتناسب وشدة إضاءة الصمامات الضوئية (LED).

* اجعل الخليط في مكان دافئ حتى تنشط البكتيريا وتعمل بشكل أكفأ.

* يمكنك إضافة القليل من الملح للخليط حتى تزيد من توصيليته خصوصا إذا كان الجهد الكهربائي ضعيفا.

* يمكنك تشغيل أجهزة أخرى تتطلب 3 فولط أو أقل. انظر للتعليمات في الرابط التالي:

http://keegotech.com/community/Hacker_Booklet

وأيضا انظر إلى http://keegotech.com/forumمن أجل أفكار أخرى.