भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान, जोधपुर (आईआईटी-जे) के शोधकर्ताओं ने पहली बार यह प्रदर्शित किया है कि पौधे आधारित माइक्रोबियल ईंधन सेल (एमएफसी) शैवाल आधारित प्रणालियों की तुलना में अपशिष्ट जल से लाभप्रद रूप से बिजली उत्पन्न कर सकते हैं। अपशिष्ट जल उपचार किसी भी सभ्य समाज में एक महत्वपूर्ण गतिविधि है, और बड़ी मात्रा में घरेलू अपशिष्ट जल की बढ़ती पीढ़ी ने नई उपचार विधियों के विकास को आवश्यक बना दिया है जो ऊर्जा कुशल और स्केलेबल हैं। जैविक अपशिष्ट पदार्थों में बहुत अधिक गुप्त ऊर्जा होती है जैसे घरेलू कचरे में उपचार की खपत की तुलना में नौ गुना अधिक ऊर्जा होती है। उपचार की प्रक्रिया के दौरान कचरे से ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए दुनिया भर में रुचि रही है। बायोसाइंस और बायोइंजीनियरिंग विभाग के एसोसिएट प्रोफेसर डॉ मीनू छाबड़ा के नेतृत्व में आईआईटी-जे में पर्यावरण जैव प्रौद्योगिकी लैब में शोधकर्ताओं द्वारा उनके काम का एक परिणाम हाल ही में जर्नल, बायोरिसोर्स टेक्नोलॉजी में प्रकाशित किया गया है। यह इंस्पायर पीएचडी फेलोशिप योजना के माध्यम से भारत सरकार के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग द्वारा प्रायोजित किया गया था।
आईआईटी जे की एक विज्ञप्ति में कहा गया है कि पेपर का सह लेखन आरती शर्मा, संजना गजभिये, स्वेता चौहान और छाबड़ा द्वारा किया गया है। छाबड़ा ने समझाया कि माइक्रोबियल फ्यूल सेल (एमएफसी) एक ऐसा उपकरण है जो अपशिष्ट जल में कार्बनिक पदार्थों को सीधे विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए रोगाणुओं का उपयोग करता है। जबकि बिजली उत्पादन के लिए रोगाणुओं का उपयोग करने का विचार 1911 में माइकल पॉटर द्वारा प्रस्तावित किया गया था, डरहम विश्वविद्यालय में वनस्पति विज्ञान के एक प्रोफेसर, ईंधन कोशिकाओं में इसका उपयोग एक हालिया विकास है। यह दो समस्याओं को हल करने का वादा करता है - कचरे का उपचार और ऊर्जा उत्पादन। एमएफसी में, जीवित सूक्ष्मजीव अपशिष्ट कार्बनिक पदार्थों पर कार्य करते हैं जो बाहरी भार से निकाले गए इलेक्ट्रॉनों को मुक्त करते हैं, जिससे बिजली उत्पन्न होती है।प्रकाश संश्लेषक एमएफसी ईंधन सेल के कैथोड पर अपशिष्ट से ऑक्सीजन उत्पन्न करने के लिए शैवाल और पौधों का उपयोग करते हैं। हाल के वर्षों में शैवाल आधारित प्रणालियों का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है क्योंकि शैवाल तेजी से और आसानी से बढ़ते हैं लेकिन खेती की स्थिति के प्रति संवेदनशील होते हैं। शैवाल आधारित एमएफसी की तुलना में संयंत्र प्रणालियों का निर्माण धीमा होता है और उनकी क्षमता कम होती है लेकिन वे अधिक मजबूत होते हैं।
छाबड़ा ने कहा कि हमने प्रायोगिक तौर पर समान परिचालन स्थितियों और अपशिष्ट जल स्रोतों के तहत शैवाल और पौधे आधारित एमएफसी के प्रदर्शन की तुलना की है। शोधकतार्ओं ने दोनों की तुलना प्रदूषक हटाने की दक्षता और विद्युत ऊर्जा उत्पादन की दक्षता के संदर्भ में की। उन्होंने पौधे आधारित एमएफसी के लिए कैना इंडिका और शैवाल आधारित एमएफसी के लिए क्लोरेला वल्गरिस का इस्तेमाल किया। यह अध्ययन आईआईटी जोधपुर के विकेन्द्रीकृत अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र से प्राकृतिक अपशिष्ट जल का उपयोग करके बाहरी परिस्थितियों में किया गया था। छाबड़ा ने कहा कि अपशिष्ट और बिजली उत्पादन के इन-सीटू बायोरेमेडिएशन के लिए प्राकृतिक आद्र्रभूमि प्रणालियों में संयंत्र-आधारित माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं को आसानी से स्थापित किया जा सकता है। इस तरह की ईंधन कोशिकाओं को किसी भी स्थान पर कृत्रिम आद्र्रभूमि के रूप में आसानी से स्थापित किया जा सकता है जहां अपशिष्ट जल एकत्र किया जाता है, और उत्पन्न बिजली का उपयोग दूरदराज के स्थानों में एलईडी जैसे छोटे उपकरणों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है। आईआईटी जोधपुर की टीम ने आगे माइक्रोबियल ईंधन कोशिकाओं का पता लगाने और माइक्रोबियल समुदायों के विश्लेषण, दीर्घकालिक संचालन, राइजोस्फीयर लक्षण वर्णन और डिजाइन अनुकूलन जैसे पहलुओं का अध्ययन करने की योजना बनाई है, ताकि अपशिष्ट जल उपचार और वैकल्पिक बिजली उत्पादन में एमएफसी की क्षमता का एहसास हो सके।