امروزه حدود ۶۰۰ میلیون نفر در آفریقا به‌طور کامل از دسترسی به برق محروم هستند. رهبران آفریقایی با فشار زیادی مواجه‌اند تا تولید انرژی را به اندازه‌ای افزایش دهند که هم پاسخگوی نیاز فعلی باشد، هم بتواند با تقاضای فزاینده آینده همگام شود — آن‌هم بدون تحمیل هزینه‌های سنگین یا لطمه زدن به اهداف اقلیمی. این وضعیت به «سه‌گانۀ انرژی» (Energy Trilemma) معروف است: تولید انرژی به‌گونه‌ای که کافی، مقرون‌به‌صرفه و پایدار باشد.
این چالش در هر شرایطی دشوار است، اما در آفریقا، که با توسعه اقتصادی ناپایدار، شبکه‌های برق بسیار ضعیف و رشد سریع جمعیت مواجه است، شدت بیشتری دارد. پیش‌بینی می‌شود که جمعیت قاره تا سال ۲۰۵۰ دو برابر شود و یک‌چهارم جمعیت جهان در آفریقای زیر صحرا زندگی کنند. در نتیجه، قاره آفریقا در برابر یک مأموریت فوری و دشوار قرار دارد: عبور از سوخت‌های فسیلی و رفتن مستقیم به سمت اقتصاد مبتنی بر انرژی‌های تجدیدپذیر.
مناطق روستایی این قاره همچنان به‌شدت محروم و از شبکه‌های برق جدا هستند و راه‌حل‌های نوآورانه برای برق‌رسانی به این مناطق ضروری است. برخی از پژوهشگران آفریقایی در حال بررسی پتانسیل سلول‌های سوختی میکروبی (Microbial Fuel Cells – MFCs) به‌عنوان راهکاری پاک برای تولید انرژی در مناطق روستایی هستند.
MFCها بر پایه فرایندهای متابولیکی طبیعی میکروارگانیسم‌ها کار می‌کنند و این میکروب‌ها به‌عنوان کاتالیزورهای زیستی، مواد آلی مانند ضایعات کشاورزی، پسماندهای غذایی یا فاضلاب را به برق تبدیل می‌کنند. به زبان علمی‌تر، MFCها «راکتورهای زیستی هستند که انرژی شیمیایی موجود در پیوندهای آلی را در شرایط بی‌هوازی، با کمک فعالیت میکروبی، به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند.»
این فناوری می‌تواند راه‌حلی امیدبخش برای سه بحران مرتبط — امنیت انرژی، گرمایش جهانی و مدیریت فاضلاب — به‌ویژه در مناطق روستایی باشد؛ زیرا به‌صورت کوچک‌مقیاس، ارزان و پایدار برق تولید می‌کند. همچنین نسبت به روش‌های دیگر مبتنی بر زیست‌توده، پاک‌تر و کارآمدتر است؛ چرا که بدون سوزاندن (که باعث انتشار دی‌اکسید کربن می‌شود)، انرژی را مستقیماً استخراج می‌کند.
بنا بر اعلام دپارتمان مهندسی غذا، کشاورزی و زیستی دانشگاه ایالتی اوهایو، «پیشرفت‌های دو دهه گذشته به‌شکل چشمگیری بازدهی انرژی و بهره‌وری تبدیل در MFCها را افزایش داده است. به همین دلیل، کاربردهای گسترده‌ای در تصفیه فاضلاب، تأمین برق دستگاه‌های الکترونیکی دریایی در مناطق دورافتاده و حسگرهای زیستی دارند.»
پژوهشگران در سراسر آفریقا نیز پیشرفت‌های مهمی در زمینه تحقیق و توسعه MFCها داشته‌اند، اما طبق گزارشی از Nature Africa، چالش‌های قابل توجهی در مسیر توسعه، استقرار و مقیاس‌پذیری این فناوری وجود دارد. MFCها هنوز از نظر هزینه به‌ازای هر وات برق، گران‌تر از انرژی‌های تجدیدپذیر دیگر مانند باد و خورشید هستند. از طرفی، وابستگی آن‌ها به مواد ارزان و محلی، در حالی که مزیتی مهم است، باعث می‌شود استانداردسازی و گسترش این فناوری دشوار باشد. تا زمانی که این موانع برطرف نشود، MFCها بیشتر در کاربردهای خاص و کوچک، مانند تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، به‌کار خواهند رفت تا راه‌حل سراسری برای تولید انرژی.
افزون بر این، کمبود بودجه، تخصص و سیاست‌گذاری مشخص، مانعی جدی برای گروه‌های تحقیقاتی در آفریقا محسوب می‌شود. شانکارا راداکریشنان، دانشیار دانشگاه پرتوریا، به Nature گفته: «پژوهش‌ها پراکنده‌اند و هیچ سیاست راهبردی مشخصی وجود ندارد. گروه‌های مختلفی در سراسر آفریقا روی سامانه‌های زیست‌الکتروشیمیایی کار می‌کنند و این گروه‌ها می‌توانند نقشی کلیدی، به‌ویژه در مناطق روستایی و دورافتاده ایفا کنند. باید نقشه راه روشنی ترسیم و آگاهی‌رسانی انجام شود تا انگیزه برای فعالیت در این حوزه ایجاد گردد.»
مشکل پراکندگی تحقیقاتی در زمینه MFC فقط مختص آفریقا نیست. مرور علمی اخیر درباره تحقیقات جهانی در این زمینه نیز تأیید کرده است: «فقط در صورتی می‌توان از MFCها برای حل مسائل پایداری جهانی بهره گرفت که تلاش‌ها یکپارچه، ساختاریافته و با هدفی عملی برای کاربرد این فناوری‌ها جهت‌گیری شده باشند.»
مایلید این اطلاعات را به‌صورت یک مقاله کوتاه یا اینفوگرافیک برای ارائه یا چاپ آماده کنم؟